浅谈提高PSA变压吸附制氮机稳定性的措施

发布时间:2010.09.30     浏览次数:     新闻来源:/
朱昌宏  潘晓俊
(1.江苏省特种设备安全监督检验研究院镇江分院  江苏丹阳, 212000;
2.江苏省丹阳市方蓝气体设备有限公司 江苏丹阳,212341)

着PSA变压吸附制氮机在各行各业生产中的广泛使用,制氮机的稳定性问题一直被人你们关注。但在工作过程中产气量和气体纯度的不稳定常困扰着各使用厂家,本文就影响PSA变压吸附制氮机稳定的各种因素,加以分析并提出解决措施作一阐述,供同行共和探讨。
1现象
1.1气源方面
a压缩机性能不稳定或供气压力不稳定。
b原料空气的洁净度达不到要求。如冷干机的除水效果不好,精密过滤器的油汽、水汽欠佳。
c输送压缩气体管道泄漏,气源供气压力不足,分子筛床的工作压力与系统不匹配。
1.2主机方面
a进、出气阀门的密封性能不好,造成吸附塔之间“窜气”。
b主机工作一段时间后,产气量和浓度明显降低。
2分析和措施
影响变压吸附制氮机制氮效果的主要因素有分子筛、吸附塔结构、气源质量和工艺过程。
2.1分子筛的选择和工艺过程的确定
分子筛是变压吸附制氮的核心,分子筛的性能直接决定着变压吸附制氮机的优劣。因此,我们选择变压吸附制氮机时,必须选择性能较佳、稳定可靠、寿命长的分子筛。
同样,吸附工艺过程主要为:吸附时间、均压时间、反吹气量等。在产品气流量一定的情况下,氮气纯度随吸附时间、均压时间、反吹气量的增加都是先增加后减小,有一个最佳的吸附时间随反吹气量的变化而变化,同时还受氮气流量的影响。因此,在变压吸附制氮机定型时,应通过调试选择合适的工艺过程。
2.2气源质量
要提高气源质量,首先要减少压缩空气中的水分、灰尘和油雾。目前使用厂家采用的变压吸附制氮机的前期气源处理系统大都是有空气压缩机、C级过滤器、冷干机、空气储罐、多级过滤器组成,如图1所示。


实践证明:采用这种多级过滤和冷干,气源质量还存在一定的问题。冷干机和多级过滤器的负荷较大,并不能完全清除气源中水分和油雾;安装过程中,冷干机后的储气罐、多级过滤器和管路未经脱脂处理,因有油雾可能直接造成分子筛的污染,影响造气质量。
针对上述情况,我们对其进行了改进。 改造后的气源处理系统如图2所示,


添置A油水分离器,并在安装过程中对阀门、管道、储气罐等都做了脱脂和吹扫预处理,避免分子筛首次使用即遭污染。经长时间使用,效果很好。同时在A有水分离器的结构上,我们做了更科学、合理的改造,对油水分离和除尘效果更好的设计,如图3所示。

进气管口在容器上采用切向进口,使进气气流沿容器壁流向,更有效的除油、除水。在分离器内加上除油、除水、除尘效果好的分子筛,使出口气源质量更标准,有效的减轻了过滤机和冷干机的工作负荷,使此后的多级过滤工作负荷小,气体质量更接近预期目标。
2.3吸附塔
吸附塔是保证制氮机长期稳定运行的关键。吸附塔的结构是保证制氮机高效、长寿的根本。高效是指吸附塔内的死空间小、贴壁效应低、布气效果好;长寿是指吸附塔内分子筛不上下浮动,避免分子筛间碰撞、磨损。死空间的大小决定着分子筛的利用率;贴壁效应会增加死空间体积,从而降低分子筛的利用率;布气效果不仅影响死空间的大小,还会影响分子筛的使用寿命。
为了减小吸附塔内的死空间和贴壁效应,减少分子筛的粉化现象,我们对吸附塔内的结构作了以下改造,并已取得良好效果。
2.3.1吸附塔制造过程中,对吸附塔结构的要求更加严格,不允许有任何尖锐、凸出的结构存在,使内部结构处处圆滑过滤。
2.3.2对进出气管的气流方向作了历史性的革命,使气流在吸附塔内均匀分布,做到均压和反吹都能在吸附塔内均匀气流和压力。
2.3.3在吸附塔的进出口管道第一阀门处加置隔离装置,只能有气体进出。个别粉化后的分子筛被有效的阻拦。使各阀门的严密性得到提高,杜绝“窜气”现象。
2.3.4利用分子筛的特性采用双层分子筛床,有效地利用分子筛特性。
2.3.5对分子筛采用机械式有效压紧,尽可能使分子筛的浮动最小,避免摩擦和碰撞,减少分子筛粉化,从而延长分子筛使用寿命。
2.3.6装填分子筛前对吸附塔内采取严格的脱脂和吹扫,避免分子筛直接受污染。
3结论
总之,我们在制造变压吸附制氮机时,就必须不断的利用现代科学技术,不断完善制氮机器各个环节,使之更科学性和合理性,这样才能使变压吸附制氮机更好的服务企业、服务社会。
同时,使用厂家要不断地提高使用人员的素质,使每个操作者都更加了解和掌握制氮机的特性和性能,更合理的使用,更科学的操作。从而使制氮机的稳定性、使用寿命和能耗都达到一个新的水平。
本文共分 1

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