一、系統組成及工作原理

本系統是由一個以空氣為原料，由空壓機、空氣緩沖罐、冷凍式干燥機、精密過濾器、變壓吸附制氮機、氮氣緩沖罐等設備組成的氮氣制造系統。

空氣壓縮機是制氮系統所需壓縮空氣的來源。由空氣壓縮機輸出的壓縮空氣先由冷凍式干燥機進行除油、除水處理，然后經空氣緩沖罐緩沖后，由變壓吸附制氮機制取純度≥98%的氮氣。

二、500立方制氮機主要設備概述

 1、壓縮空氣系統

   空氣壓縮機提供變壓吸附制氮機組所需的壓縮空氣。工藝要求該系統提供穩定的輸出壓力和足夠的氣量。本系統選用運轉可靠，維護簡單，低噪音，無基礎運轉的噴油螺桿式空壓機。

 2、冷凍式干燥機 

  為了達到氧、氮分離的目的，用于氣體分離工藝的空氣須經壓縮和凈化。從空氣壓縮機出來的壓縮空氣經粗過濾器過濾后，進入冷凍式干燥機，去除壓縮空氣中的水、油，使壓縮空氣達到含油<0.01ppm，顆粒<0.01um，常壓露點<-20℃。

3、500立方制氮機過濾器
   本系統選取的是*精密過濾器，分C/T/A/H四級。冷干機前級為一級C級除塵過濾器，過濾精度為3μ，含油量達到1ppm。冷干機的后級為精密過濾器組，精密過濾器組由三級過濾器組成。第二級為T級除油過濾器，過濾精度為1μ，含油量達到0.1ppm。第三級為*高效精密過濾器，過濾精度為0.1μ，含油量達到0.01ppm。第四級為H級超高效精密過濾器，過濾精度為0.01μ，含油量達到0.001ppm。這樣潔凈干燥的壓縮空氣便可進入后級制氮部分經變壓吸附制氮機組制得純度≥99.5%的氮氣。

 4、空氣緩沖罐

   經除油除水處理后的潔凈壓縮空氣進入空氣緩沖罐，緩沖罐的作用是壓縮空氣與變壓吸附制氮裝置之間的緩沖，一有利于系統工作的穩定，二有利于減少壓縮空氣中的油霧。

 5、變壓吸附制氮機

   環境空氣經壓縮凈化，除去油、水和灰塵后，進入由兩個裝填有碳分子篩（CMS）的吸附塔組成的變壓吸附裝置。壓縮空氣由下至上流經吸附塔，其間氧分子在碳分子篩表面吸附，氮氣由吸附塔上端流出，進入一粗氮緩沖罐。經一段時間后，吸附塔中碳分子篩被所吸附的氧飽和，需進行再生。再生是通過停止吸附步驟，降低吸附塔的壓力來實現的。兩個吸附塔交替進行吸附和再生，從而確保氮氣的連續輸出。因為吸附與解吸過程是通過壓力變化實現的，該工藝稱作變壓吸附（PSA）。

    該裝置使用兩個吸附塔以保證氮氣的連續供給。用特殊裝填方式向吸附塔裝填碳分子篩，以保證高的裝填堆密度。采用該方式裝填，在今后運行中無需在補充碳分子篩。倘若原料空氣滿足本公司PSA-N2裝置空氣供給系統的純度要求，碳分子篩的壽命約八年以上(進口篩)，這已被實際運行經驗所證實。碳分子篩的質量直接影響工藝流程中空氣的需求量，即所需能耗。

   升壓與降壓工藝由多個氣動控制閥門來實現。根據系統運行時間，每個閥門的開關次數約高達150萬次。本公司采用進口的優質閥門以保證閥門的使用壽命和低的維修率。
 
   為了獲得連續穩定的產品氮氣，變壓吸附系統需配置一氮氣緩沖罐。氮氣流量通過流量表指示，純度通過氧分儀連續進行監測。當純度達不到客戶的要求時，將自動放空，以防止不合格氣體進入客戶的生產線。工藝過程由程控器（PLC）連續控制調節。標準裝置中帶有報警指示、安全停車功能，并可按客戶特殊要求進行調整。

 全套系統簡單，運行可靠，無需操作人員。

 系統特點：

l 能耗低，比相同類型裝置電耗較低。

l 運行穩定，十年運行期間，保證產品氮氣流量，純度穩定不變。

l 設計的優化組合，進吸附塔前的氣體溫度，質量參數控制，穩壓配置的緩沖罐，控制系統中的純度報警不合格N2的自動排空，系統超壓報警，閥門自動關閉系統。

l 吸附劑選用進口分子篩吸附劑，的裝填工具，運輸過程中的氮氣保壓，*壓緊裝置，具有碳分子篩缺量報警功能。

l 人機界面顯示運行參數（顯示整個流程和狀態、自動維護等）