石油化工制氮機裝置通常設置兩個或兩個以上的吸附塔,一個塔吸附,另一個塔解析,按適當?shù)臅r間切換使用。
石油化工制氮機的主要流程:
空氣經(jīng)空氣過濾器清除灰塵和機械雜質后進入空氣壓縮機,壓縮至所需壓力,經(jīng)嚴格的除油、除水、除塵凈化處理,輸出潔凈的壓縮空氣,目的是確保吸附塔內分子篩的使用壽命。裝有碳分子篩的吸附塔共有二個,一個塔工作時,另一個塔則減壓脫附。潔凈空氣進入工作吸附塔,經(jīng)過分子篩時氧、二氧化碳和水被其吸附,流至出口端的氣體便是氮氣及微量的氬和氧。另一塔(脫附塔)使已吸附的氧氣、二氧化碳和水從分子篩微孔中脫離排至大氣中。這樣兩塔輪流進行,完成氮氧分離,連續(xù)輸出氮氣,見圖-2。變壓吸附制取的氮氣純度為95%-99.9%,如果需要更高純度的氮氣需增加氮氣凈化設備。變壓吸附制氮機輸出的95%-99.9%氮氣進入氮氣凈化設備,同時通過量計添加適量的氫氣,在凈化設備的除氧塔中氫和氮氣中的微量氧進行催化反應,以除去氧然后經(jīng)水冷凝器冷卻,汽水分離器除水,再通過干燥器深度干燥(兩個吸附干燥塔交替使用:一個吸附干燥除水,另一個加熱脫附排水),得到高純氮氣,此時的氮氣純度可達99.9995%。
石油化工制氮機主要設備簡介:
⑴ 后冷卻器:是用來降低進入空氣干燥凈化器前壓縮空氣的溫度,使之析出油和水的設備。通常采用列管式、套管式、散熱片式等結構的后冷卻器。
⑵ 油水分離器:它的作用是分離壓縮空氣中所含的油分和水分,使壓縮空氣得到初步的凈化。
⑶ 空氣干燥凈化器:壓縮空氣經(jīng)后冷卻器后仍含有一定的水分,其含量取決于空氣的溫度。壓縮空氣的干燥處理一般采用分子篩吸附法和冷凍干燥法。
⑷ 變壓吸附制氮裝置:采用的吸附劑通常為5A分子篩或碳分子篩,再生方式為無熱再生,高壓吸附、低壓或常壓解析。此為分離氮氣的核心設備。
⑸ 氮氣凈化設備:包括除氧塔、吸附干燥器和水冷凝器。除氧塔是一個用鈀作催化劑的催化反應器。吸附干燥器的吸附劑為分子篩,再生方式為有熱再生(電加熱)。