氮氣發(fā)生器是一種先進的氣體分離技術(shù),以進口碳分子篩(CMS)為吸附劑,采用常溫下變壓吸附原理(PSA)分離空氣制取高純度的氮氣。
系統(tǒng)原理:
氧、氮兩種氣體分子在分子篩表面上的擴散速率不同,直徑較小的氣體分子(O2)擴散速率較快,較多的進入碳分子篩微孔,直徑較大的氣體分子(N2)擴散速率較慢,進入碳分子篩微孔較少。利用碳分子篩對氮和氧的這種選擇吸附性差異,導致短時間內(nèi)氧在吸附相富集,氮在氣體相富集,如此氧氮分離,在PSA條件下得到氣相富集物氮氣。
碳分子篩對氧和氮在不同壓力下某一時間內(nèi)吸附量的變化差異曲線:
一段時間后,分子篩對氧的吸附達到平衡,根據(jù)碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特性,降低壓力使碳分子篩解除對氧的吸附,這一過程為再生。根據(jù)再生壓力的不同,可分為真空再生和常壓再生。常壓再生利于分子篩的*再生,易于獲得高純度氣體。
變壓吸附制氮機(簡稱PSA制氮機)是按變壓吸附技術(shù)設(shè)計、制造的氮氣發(fā)生設(shè)備。通常使用兩吸附塔并聯(lián),由全自動控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴格控制時序,交替進行加壓吸附和解壓再生,完成氮氧分離,獲得所需高純度的氮氣。
碳分子篩(CMS)的動態(tài)吸附量和分離系數(shù)的性能優(yōu)劣決定了制氮機的好壞。
一定流量、純度的普氮和氫氣同時進入裝置中,在混合器中充分混合后,進入裝有鈀觸媒除氧器裝置,在脫氧催化劑的作用下產(chǎn)生2H2+O2=2H2O的化學反應,達到脫氧目的。脫氧后氮氣中的水氣經(jīng)過冷卻器脫水,然后氮氣繼續(xù)進入干燥器干燥,使氮氣露點達-60℃左右,干燥器配置兩臺,其中一臺干燥器進行吸附干燥,另一臺把已吸附飽和水氣的干燥器進行再生,為下一周期吸附工作做好準備。經(jīng)干燥后的氮氣通過過濾器除塵,后得到的便是高純氮氣。