PSA制氮机介绍

2022-02-10 10:56

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资料摘要：

以空气为原料，l利用物理的方法,将其中的氧和氮分离而获得。 [编辑本段]类型工业中有三种，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。Ａ深冷空分制氮深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史。它是以空气为原料，经过压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下，前者的沸点为-183℃，后者的为-196℃)，通过液空的精馏，使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备一次性投资较多，运行成本较高，产气慢(12～24h），安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素，3500Nm3／h以下的设备，相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20％～50％。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不经济。Ｂ分子筛空分制氮以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15～30分钟)、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3／h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、小型氮气用户的欢迎，PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。Ｃ膜空分制氮以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度≤98％的中、小型氮气用户，有最佳功能价格比。而氮气纯度在98%以上时，它与相同规格的PSA制氮设备相比价格要高出15%以上。 [编辑本段]工艺概述目前在制氮、制氧领域内使用较多的是碳分子筛和沸石分子筛。分子筛对氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在分子筛表面的扩散速率不同，碳分子筛是一种兼具活性炭和分子筛某些特性的碳基吸附剂。碳分子筛具有很小微孔组成，孔径分布在0.3nm ~ 1nm之间。

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分子蒸馏过程可发如下四步

分子蒸馏过程可发如下四步：分子从液相主体向蒸发表面扩散。通常，液相中的扩散速度是控制分子蒸馏速度的主要因素，所以应尽量减薄液层厚度及强化液层的流动。分子在液层表面上的自由蒸发。蒸发速度随着温度的升高而上升，但分离因素有时却随着温度的升高而降低，所以，应以被加工物质的热稳定性为前提，选择经济合理的蒸馏温度。分子从蒸发表面向冷凝面飞射。蒸气分子从蒸发面向冷凝面飞射的过程中，可能彼此相互碰撞，也可能和残存于两面之间的空气分子发生碰撞。由于蒸发分子远重于空气分子，且大都具有相同的运动方向，所以它们自身碰撞对飞射方向和蒸发速度影响不大。而残气分子在两面间呈杂乱无章的热运动状态，故残气分子数目的多少是影响飞射方向和蒸发速度的主要因素。分子在冷凝面上冷凝，只要确保冷热两面间有足够的温度差（一般为70~100℃），冷凝表面的形式合理且光滑则认为冷凝步骤可以在瞬间完成，所以选择合理冷凝器的形式相当重要。

在实际工业化的应用中分子蒸馏仪具有以下明显的优势

从分子蒸馏技术以上的特点可知，它在实际工业化的应用中比常规蒸馏技术具有以下明显的优势：（1）对于高沸点、热敏及易氧化物料的分离，分子蒸馏提供了*佳分离方法。因为分子蒸馏在远低于物料沸点的温度下操作，而且物料停留时间短；（2）分子蒸馏可极有效地脱除液体中的物质如有机溶剂、臭味等，这对于采用溶剂萃取后液体的脱溶是*常有效的方法；（3）分子蒸馏可有选择地蒸出目的产物，去除其它杂质，通过多级分离可同时分离2种以上的物质；（4）分子蒸馏的分馏过程是物理过程，因而可很好地保护被分离物质不受污染和侵害。

薄膜蒸发器和短程分子蒸馏仪之间还真的有很大的区别

薄膜蒸发器和短程分子蒸馏仪虽说都是化工生产设备，同样都是分离装置，但是薄膜蒸发器和短程分子蒸馏仪之间还真的有很大的区别。关于这一点，只要从两种设备的结构、性能等方面比较一下就知道了。先，从结构上看两者区别的表现就是薄膜蒸发器的气相出口在蒸发器的顶部，以满足为轻组分的蒸汽自下向上流动的规律；而短程分子蒸馏仪正好相反，它的气相出口在蒸发器的底部，主要是因为这设备中的轻组分要充分地在内置冷凝器上进行冷凝。其次就是设备的性能了，这方面的不同也正是由于结构上的差别所造成的，比如薄膜蒸发器的z低操作压力可以达到1mbar，而短程分子蒸馏仪则更低，可以达到0.001mbar的操作压力。但是分子蒸馏仪也有yi定的限制存在，由于有内置冷凝器，因此刮膜转子没有办法加底部轴承，在运行过程中会产生较大的震动，从而影响刮膜的效果。

短程分子蒸馏仪的主要特征

1.刮板系统由PTFE材料和SS316L不锈钢材料制成，具有*高抗腐蚀的功效;2.系统的温度可以达到200℃3.刮板系统通过转动将液体强制成薄膜，提供蒸发效率，减少操作时间;4.的玻璃管使液体在加热表面形成完整的一体化薄膜;5.蒸发的主体由高硼硅玻璃制成，可很好的观察到整个工艺的运转过程;6.所有与液体和气体接触的部分采用PTFE或高硼硅玻璃，抗腐蚀;7.根据客户要求，可以做到的规格60--300。8.另可定制离心式自清洁滚轮系统的薄膜蒸发器，该系统适用于150A,250A,350A系列。

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