制氮机安装设计方案

TLN1600-99型氮气机安装设计方案

一、概况

为了满足井下注氮量的需求，新增一台TLN1600-99型制氮装置，本装置采用氮分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，在常温、低压条件下从空气中制取氮气。利用注氮管道向井下注氮，保证井下安全生产的要求。

1.1 PSA技术具有以下优点：

* 产品纯度可以随流量的变化进行调节；

* 在低压和常压下工作，安全节能；

* 设备简单，维护方便；

* 微机控制，全自动无人操作；

* 设备一次性投资低，运行成本低；

1.2 关于吸附剂

吸附剂是PSA制氮设备的核心部分。一般地，PSA制氮设备选择的是碳分子筛，它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不能被吸附。

1.3 变压吸附的原理

在吸附平衡情况下，任何一种吸附剂在吸附同一气体时，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大。反之，压力越低，则吸附量越小。如下图所示：

如上所述，在空气压力升高时，碳分子筛将大量吸附氧气、二氧化碳和水分。当压力降到常压时，碳分子筛对氧气、二氧化碳和水分的吸附量非常小。

变压吸附设备主要由A、B二只装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成。当压缩空气（压力一般为0.8MPa）从下至上通过A塔时，氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸

附，而氮气则被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速降低至常压，使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程。

二、制氮系统安装设计技术方案

1.1、工艺流程图

本套制氮装置主要由空压机系统、压缩空气净化系统、PSA吸附制氮系统、氮气缓冲过滤系统四部分组成。

根据夏阔坦煤矿地面空间的实际情况，现指定制氮装置设备安装在原制氮设备旁。该区域形成一个矿区独立的空分装置设备安装区域，便于设备安装与维护。现安装地点地面为混凝土浇注平整地面，该处通风良好，由于邻近煤场，起风时空气煤尘相对大。为此，现场现采用搭建活动板房隔离方式减少煤尘对装置的不良影响。

设备在安装前做好安装地点的测量工作，拟定好设备的安装位置及水平高度。以确定管线的长度及安装高度，便于做好设备安装前的准备工作。

设备在安装时要按照设备安装的技术要求进行合理安装，装置须放在室内通风的场所（离墙至少1米）进行安装，以利用设备操作及维护保养。安装时应注意筒体的垂直度，设备应紧固牢靠，使用一段时期后应再行紧固。安装管道尽量直行（弯头多，对设备的流量和压力会造成一定损失）。为了保证安全，非安全电压电器件等应有效接地。接地电阻不大于4欧姆。消声器应设法接到室外，以免吹出的潮气影响控制系统的使用效果，但管道高度必须低于设备的出口高度，否则会造成部分液体倒流，影响再生效果。要防止雨水等进入。设备要与地面联接紧固，防止倒塌事件发生。