3 PSA制氮工艺描述
psa制氮 均压原理
psa制氮均压原理PSA制氮均压原理PSA（Pressure Swing Adsorption）制氮是一种常见的制取高纯度氮气的方法，其核心原理是利用固体吸附剂对气体分子的选择吸附特性，实现对氮气和氧气的分离。
而均压原理则是PSA制氮中的重要工作原理之一。
在PSA制氮过程中，通常采用两个吸附塔交替工作的方式。
吸附塔内填充有高效的吸附剂，如分子筛。
整个制氮过程分为两个主要步骤：吸附和解吸。
首先是吸附步骤。
当空气经过吸附塔时，氧气分子由于与吸附剂的作用力较大，被吸附在吸附剂表面，而氮气则相对较少被吸附。
因此，吸附塔出口的氮气浓度相对较高，而氧气浓度则较低。
吸附过程一般为几秒至几十秒的时间。
接下来是解吸步骤。
当吸附塔达到一定的吸附饱和度后，需要进行再生。
再生的目的是将吸附剂上的吸附氧气释放出来，以便进行下一轮的吸附。
通常采用减压的方式，即降低吸附塔的压力，使吸附剂上的氧气分子脱附。
脱附过程一般为几秒至几十秒的时间。
在整个PSA制氮的过程中，吸附塔之间需要进行压力的切换，以实现吸附和解吸的交替进行。
这就是均压原理的关键。
吸附和解吸过程需要通过控制阀门来实现，使得吸附塔之间的压力在吸附和解吸阶段之间交替变化。
通过这种交替变化的压力，可以实现氮气和氧气的分离。
在吸附阶段，高压空气进入一号吸附塔，氮气浓度增加，然后从一号吸附塔的出口流出。
与此同时，通过控制阀门，使二号吸附塔的压力降低，开始解吸过程。
解吸过程中，氧气以高浓度的形式流出二号吸附塔。
当一号吸附塔吸附饱和后，就需要进行再生，同时切换吸附塔的角色。
通过均压原理，不断交替的吸附和解吸过程，可以实现对空气中氮气和氧气的有效分离。
而PSA制氮的优势在于操作简单、设备结构紧凑、运行成本低等特点，因此在许多领域都得到了广泛应用。
PSA制氮均压原理是一种利用固体吸附剂对气体分子的选择吸附特性，实现氮气和氧气的分离的方法。
通过吸附和解吸的交替进行，利用均压原理实现对气体的有效分离。
PSA制氮机工作原理
变压吸附制氮法一、变压吸附空分制氮原理变压吸附空分制氮(简称PSA制氣）是一种先进的气体分离技木，以优质高效碳分于筛（CMS）为吸附剂，采用常温下变压吸附原理（PSA）分离空气，制取合格纯度的氮气。
PSA碳分子筛制氮装置中由两个(以上)装满碳分子筛的吸附塔组成。
洁净、干燥的压縮空气进入变压吸附制氮装置，流经装填分子筛的吸附塔。
压缩空气由下至上流经吸附塔，利用分子筛在不同压力下对氮和氧等的吸附力不同，氧气、水、二氧化碳等组份在碳分子筛表面吸附，未被吸附的氮气在出口处被收集成为产品气，由吸附塔上端流出。
进入氮气工艺罐。
经一段时问后，吸附塔中被碳分子筛吸附的氧达到饱和。
需进行再生。
碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮，其吸附量也随着压力的升高而升高，而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。
因而，仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。
如果进一步考虑吸附速度的话，就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。
氧分子直径比氮分子小，因而扩散速度比氮快数百倍，故碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约1分钟就达到90%以上；而此时氮的吸附量仅有5%左右，所以此时吸附的大体上都是氧气，而剩下的大体上都是氮气。
这样，如果将吸附时间控制在1分钟以内的话，就可以将氧和氮初步分离开来，也就是说，吸附和解吸是靠压力差来实现的，压力升高时吸附，压力下降时解吸。
而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差，通过控制吸附时间来实现的，将时间控制的很短，氧已充分吸附，而氮还未来得及吸附，就停止了吸附过程。
因而变压吸附制氮要有压力的变化，也要将时间控制在1分钟以内。
二、PSA制氮基本工艺流程空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储罐，经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔，塔压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为左吸，持续时间为几十秒。
左吸过程结束后，左吸附塔与右吸附塔通过上、下均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2~3秒。
psa 制氮系统的组成及应用
psa 制氮系统的组成及应用PSA 制氮系统是以空气为原料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂(碳分子筛)对氮和氧发挥选择性吸附作用，把空气中的氮和氧分离开来的技术设备。
变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和降压再生，从而获得连续的氮气。
一、PSA 制氮系统组成一个完整的氮气制取系统包括：空气压缩机(组)—压缩空气净化组件—空气储罐—PSA 制氮装置—氮气缓冲罐—氮气储罐(低压)—氮气增压系统—氮气储罐(高压)。
二、制氮机选型制氮机选型涉及的问题较多，首先要做好前期市场调研，确定具体的型号规格前(产氮气量、氮气纯度、出口压力及露点等)，主要对制氮机的性能和特点作出全面的比较分析，同时要根据本地的工作环境作出正确选择。
三、制氮机的生产运行电气控制系统按特定程序控制时序，交替进行加压吸附和解压再生，产气过程自动运行，氮气流量压力纯度可调并连续显示。
制氮机的应用作为一种可靠高效的氮气生产设备,制氮机目前已经在诸多领域得到了广泛的应用。
它提供的纯净稳定的氮气流可应用于工业生产中气氛控制和工艺保护,也是实验室精确检测不可或缺的气源,在医药生产和食品加工中发挥着独特的保护作用,以及帮助调节和优化化学反应条件。
在日常生产和生活场景中,制氮机产生的氮气无处不在,它像一个默默守护者,使许多工业过程更安全可靠,产品质量更出色。
工业应用：用于氮气保护焊接、气动传动、气调包装等。
在各种工业制造过程中,制氮机提供的氮气都是一种非常有效的保护气体。
像是焊接时,氮气可形成一个保护层,防止金属敞口处遭受空气氧化;电镀和热处理工序也都需要浸泡在氮气环境中,让工件表面免受氧化腐蚀。
对于精密机械设备,轻轻一吹氮气就可形成防尘防污的气体屏障,有效减少灰尘微粒对精密部件的污染。
在一些危险环境中,用氮气驱动的气动工具更加安全可靠,不像电动工具会产生火花。
制氮机产出的氮气还可取代一些大型设备中的液压系统,提供简单高效的气动传动。
我们吃的方便面、喝的果汁,许多都借助食品级的纯氮气来实现气调包装,通过氮气调节产品内部气体成分,达到更好的保鲜和延长有效期的目的。
变压吸附制氮机的工作原理及流程
变压吸附制氮机的工作原理及流程(总3页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-PSA制氮机工作原理及工艺流程一、基础知识1．气体知识氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不竭，用之不尽。
它无色、无味，透明，属于亚惰性气体，不维持生命。
高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。
氮气（N2）在空气中的含量为%（空气中各种气体的容积组分为：N2：%、O2：%、氩气：%、CO2：%、其它还有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为28，沸点：℃，冷凝点：-210℃。
2．压力知识变压吸附（PSA）制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。
现使用的吸附剂——碳分子筛最佳吸附压力为~，整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量。
二、PSA制氮工作原理：JY/CMS变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。
碳分子筛是一种以煤为主要原料，经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂，呈黑色，其孔型分布如下图所示：碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。
这样的孔径分布可使不同的气体以不同的速率扩散至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气（空气）中的任何一种气体。
碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子的动力学直径较大，因而扩散速率较慢。
压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。
最终从吸附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。
碳分子筛对O2、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲线和动态吸附曲线直观表现出来：由这两个吸附曲线可以看出，吸附压力的增加，可使O2、N2的吸附量同时增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。
变压吸附周期短，O2、N2的吸附量远没有达到平衡（最大值），所以O2、N2扩散速率的差别使O2的吸附量在短时间内大大超过N2的吸附量。
PSA变压吸附制氮机原理.docx
一、PSA变压吸附制氮机筒介市场上目前的供氮方式主要有液氮、瓶装氮、现场制氮。
综合三种供氮方式，现场制氮是目前最经济、高效、节能的的一种供氮方式。
现场制氮适合于用气量在100ONnrYh以下的用户。
现场制氮的一种主要方式即是PSA变压吸附制氮机。
该制氮机具有经济、高效、运行成本低、适应性强、易于操作、安全方便等特点。
二、PSA变压吸附制氮机原理主要是基于碳分子筛对氧和氮的吸附速率不同，碳分子筛优先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。
碳分子筛本身具有加压时对氧的吸附容量增加，减压时对氧的吸附量减少的特性。
利用这种变压吸附的特性，实现氧气和氮气的分离，得到我们所需要的气体组分。
由于吸附剂有一定的吸附容量，当吸附饱和时就需要再生，所以单吸附床的吸附是间歇式的，为保证连续供气，采用双吸附塔并联交替进行吸附，一塔工作一塔再生，连续产氮。
三、变压吸附制氮机主要使用领域01冶金、金属加工行业通过变压吸附制氮机制取到纯度大于99.5%的氮气，通过和氮气纯化设备的联合使用纯度大于99.9995%、露点低于-65C的高品质氮气。
用于退火保护气氛、烧结保护气氛、氮化处理、洗炉及吹扫用气等。
广泛应用于金属热处理、粉末治金、磁性材料、铜加工、金属丝网、镀锌线、半导体、粉末还原等领域。
02化工、新材料行业通过变压吸附制氮机制取纯度大于98%或所需要纯度的氮气。
主要用于化工原料气、管道吹扫、气氛置换、保护气氛、产品输送等。
主要应用于化工、氨纶、橡胶、塑料、轮胎、聚氨脂、生物科技、中间体等行业。
03食品、医药行业通过变压吸附制氮机制取纯度大于98%或纯度为999%的氮气。
通过除菌、除尘、除水等处理，得到高品质的氮气，满足该行业的特殊要求。
主要应用于食品包装、食品保鲜、医药包装、医药置换气、医药输送气氛。
04电子行业通过变压吸附制氮机制取纯度大于99.9%或99.99%以上的氮气，或经过氮气纯化设备得到纯度大于99.9995%、露点低于-65C的高品质氮气。
PSA系列制氮机使用说明书
PSA系列制氮机使用说明书PSA系列制氮机使用说明书一、用途及使用范围氮气广泛用于石油、化工、食品、电子、冶金、医药等行业。
空分制氮设备可提供这些行业各种设备所需的氮气。
如金属烧结、激光打孔的保护性气体、石油及化工管道设备的清洗及气体置换、食品工业中的气调保鲜及充氮包装、电子行业生产半导体器件的氮气份保护、医药行业的针剂充氮及其他需要氮气的部门。
PSA系列空分制氮设备所生产的普通氮气,可作为各个行业的保护性气体。
二、PSA系列空分制氮机主要规格及技术参数如下:主要规格及参数注：氮气产量－立方米/小时主要技术参数三、工作原理及结构空分制氮设备是采用变压吸附原理,利用碳分子筛从空气中提取氮气的装置。
变压吸附制氮机的吸附罐，在压力高时，碳分子筛吸附空气中的氧，而不易被吸附的氮气成为产品；在压力低时，氧从碳分子筛中脱附出来。
利用压力的变化，就能有效地从空气中分离出所需要的氮气。
变压吸附制氮装置的主要特点：⒈设备简单,体积小,制氮成本低。
⒉操作方便,采用自动程序控制,操作、维护费用低。
本设备制成二塔结构,采用常压解吸流程。
空分制氮设备的产气量与纯度成反比。
产气量大时,氮体的纯度降低;反之,减小气量使氮气的纯度上升。
用户可根据需要选择合适的氮气产气量和氮气纯度。
本设备的控制系统采用PLC程序控制器控制阀门动作。
制氮机制氮气基本工艺流程示意图见附图1、附图2附图1附图2空气经空压机压缩后，经过干燥、除尘后，经过左吸进气阀进入左吸附罐，罐压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未被吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为左吸。
持续时间为58秒。
左吸过程结束后，左吸附罐与右吸附罐通过上下均压阀连通，使左右吸附罐压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2秒。
均压结束后，压缩空气经过右吸进气阀进入右吸附罐，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，富集的氮气经过右吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为右吸。
psa制氮机说明书
psa制氮机说明书一、引言随着工业生产的快速发展，对气体分离技术的需求日益增长。
其中，PSA （Pressure Swing Adsorption，压力摆动吸附）制氮机凭借其优异的性能，得到了广泛的应用。
本文将为您详细介绍PSA制氮机的工作原理、组成部分、性能优势以及应用领域等内容。
二、PSA制氮机工作原理PSA制氮机是一种利用吸附剂在压力差的作用下，分离氮气与其他气体的设备。
它通过吸附剂在高压侧吸附氮气，低压侧吸附其他气体，从而实现氮气的分离与提纯。
1.吸附剂：PSA制氮机采用具有选择性吸附氮气的吸附剂，如活性炭、硅胶等。
2.压力差分离氮气：当压缩空气进入吸附器时，高压侧的吸附剂对氮气具有较高的吸附容量。
随着吸附时间的推移，氮气在吸附剂中达到吸附平衡，此时切换阀动作，将高压侧的气体排放至低压侧，实现氮气的分离。
三、PSA制氮机主要组成部分1.吸附器：吸附器是PSA制氮机的核心部件，负责完成氮气的吸附与解吸过程。
2.切换阀：切换阀根据吸附器内气体的压力变化，自动切换气体流动方向，实现氮气的分离。
3.压缩空气系统：负责为PSA制氮机提供压缩空气，以满足吸附剂对氮气的吸附需求。
4.控制系统：控制系统对整个PSA制氮机的工作进行监控与调节，确保设备运行在最佳状态。
四、PSA制氮机性能优势1.高产氮效率：PSA制氮机采用具有选择性吸附的吸附剂，可实现高纯度氮气的制备。
2.稳定供气：PSA制氮机采用压力摆动吸附原理，能够在连续运行过程中，稳定供应高纯度氮气。
3.节能环保：PSA制氮机具有较高的能源利用效率，降低能源消耗，符合绿色环保的发展理念。
4.安全可靠：PSA制氮机采用优质材料和先进控制系统，确保设备在运行过程中的安全可靠。
五、PSA制氮机应用领域1.气体输送：在气动系统中，PSA制氮机可作为气体输送的动力来源。
2.保护气：在金属焊接、切割等领域，PSA制氮机可提供稳定的保护气。
3.置换气体：在工业生产中，PSA制氮机可实现有害气体的置换。
PSA 变压吸附制氮和故障处理探讨
PSA 变压吸附制氮和故障处理探讨一、概述氮气是一种中性惰性气体，非活化状态下，氮气可作为保护气体用于防爆（惰化）或防止工作介质被氧化等场所，被广泛用于石油化工、天然气开采及加工、金属热处理、干燥和防腐保护等领域中。
变压吸附制氮是近来发展起来的高效节能的新型气体分离技术。
它利用空气作原料，在有电能的条件下制取氮气。
国外PSA 工业制氮应用是在20 世纪80 年代初期，经过近30 多年研究开发，变压吸附装置在降低能耗、降低投资、工艺流程简化、提高可靠性方面，都有了很大的进步，得以广泛应用。
二、基本流程和配置根据氮气用量和使用要求，各装置的流程略有差异，但是基本流程和配置为：空气压缩机→储罐→管道过滤器→冷冻干燥机（或其他再生干燥塔）→（超）精过滤器→高效除油器→缓冲储罐→吸附塔A/B （两塔流程）→粉尘过滤器→氮气缓冲储罐→氮分析仪→用户。
空气经压缩机压缩至0.8MPa，经空气储罐冷却至常温，再经管道过滤器油液分离进入冷冻式干燥机，流经精过滤器、超精过滤器和高效除油器除去油及液态水到达缓冲储罐，再进入碳分子筛吸附塔组成的变压吸附分离系统，压缩空气从容器底部进入后，空气中氧气、二氧化碳和水分被吸附剂选择吸附，其余组份（主要为氮气）则从出口端流出，经粉尘过滤器进入氮气缓冲罐，经氮气缓冲罐后作为产品氮气输出。
之后，吸附塔经均压、减压至常压等过程，脱除所吸附的杂质组份，完成碳分子筛的再生。
两吸附塔循环交替操作，连续送入空气，连续产出氮气。
氮气经计量及氮气分析仪分析纯度达标后进入氮气输送总管供使用。
上述过程，由PLC 控制系统自动控制。
氮气纯度可高达99.99%，氮气压力基本设计在0.6MPa 左右。
三、变压吸附制氮与再生技术基本原理吸附剂是PSA 制氮设备的核心部分，变压吸附常使用碳分子筛（CMS），是一种非极性速度分离型吸附材料。
常以煤为主要原料，纸张或焦油为粘结剂经过特殊加工而成活性碳，粒径平均为1.5nm，是一种半永久的吸附剂。
psa制氮机能力
psa制氮机能力摘要：1.介绍PSA 制氮机的概念和应用领域2.阐述PSA 制氮机的工作原理3.介绍PSA 制氮机的性能指标4.分析PSA 制氮机的优势和局限性5.展望PSA 制氮机的发展前景正文：一、PSA 制氮机的概念和应用领域PSA 制氮机，即碳分子筛变压吸附制氮机，是一种采用变压吸附（PSA）气体分离技术制取氮气的设备。
PSA 制氮机广泛应用于空气干燥、空气分离（提取氮气、氧气），以及其他气体提纯等领域。
二、PSA 制氮机的工作原理PSA 制氮机利用碳分子筛在一定时间内对氮气（N2）和氧气（O2）的吸附速度差异的特性，在密闭容器内进行加压吸附O2 产N2，减压脱附O2 的循环操作过程。
在加压吸附过程中，碳分子筛对O2 的吸附能力大于对N2 的吸附能力，因此O2 被优先吸附，从而实现N2 的富集。
在减压脱附过程中，碳分子筛对O2 的吸附能力减弱，N2 的吸附能力相对较强，从而实现N2 的释放。
三、PSA 制氮机的性能指标评价PSA 制氮机的性能主要涉及以下几个指标：1.产氮量：指单位时间内制氮机产生的氮气量，通常以立方米/小时为单位。
2.氮气纯度：指制氮机产生的氮气中，氮气的体积百分比。
氮气纯度越高，说明氮气的品质越好。
3.设备回收率：指在规定条件下，PSA 制氮机从空气中提取氮气的能力。
回收率越高，说明制氮机的能效比越优秀。
4.设备使用寿命：指PSA 制氮机在正常运行条件下能够持续稳定工作的时间。
使用寿命越长，说明设备的可靠性越高。
四、PSA 制氮机的优势和局限性1.优势：（1）设备结构简单，操作维护方便；（2）能耗低，运行成本较低；（3）产氮速度快，氮气纯度高；（4）适应性强，可以满足不同场景的需求。
2.局限性：（1）受碳分子筛性能影响较大，吸附效果可能受到温度、压力等因素的影响；（2）设备运行过程中可能产生少量氧气，需要采取措施进行处理；（3）相对深冷制氮等传统方法，PSA 制氮机的产氮量较低。
变压吸附制氮机的工作原理及流程
PSA制氮机工作原理及工艺流程一、基础知识1．气体知识氮气作为空气中含量最丰富的气体，取之不竭，用之不尽。
它无色、无味，透明，属于亚惰性气体，不维持生命。
高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。
氮气（N2）在空气中的含量为78.084%（空气中各种气体的容积组分为：N2：78.084%、O2：20.9476%、氩气：0.9364%、CO2：0.0314%、其它还有H2、CH4、N2O、O3、SO2、NO2等，但含量极少），分子量为28，沸点： -195.8℃，冷凝点：-210℃。
2．压力知识变压吸附（PSA）制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。
现使用的吸附剂——碳分子筛最佳吸附压力为0.75~0.9MPa，整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲击能量。
二、PSA制氮工作原理：JY/CMS变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。
碳分子筛是一种以煤为主要原料，经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂，呈黑色，其孔型分布如下图所示：碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。
这样的孔径分布可使不同的气体以不同的速率扩散至分子筛的微孔之中，而不会排斥混合气（空气）中的任何一种气体。
碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子的动力学直径较小，因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子的动力学直径较大，因而扩散速率较慢。
压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。
最终从吸附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。
碳分子筛对O2、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲线和动态吸附曲线直观表现出来：由这两个吸附曲线可以看出，吸附压力的增加，可使O2、N2的吸附量同时增大，且O2的吸附量增加幅度要大一些。
变压吸附周期短，O2、N2的吸附量远没有达到平衡（最大值），所以O2、N2扩散速率的差别使O2的吸附量在短时间内大大超过N2的吸附量。
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PSA制氮工艺描述
PSA制氮装置操作手册
3-1/4
3. PSA制氮工艺描述
3.1 变压吸附基本原理:
变压吸附的基本原理是利用吸附剂（碳分子筛）对吸附介质在不同压力下有不同
的吸附容量，并且在一定压力下对被分离的气体混合物各组分又有选择吸附的特性。
在吸附剂选择吸附的条件下，加压吸附除去原料气中的杂质组分，减压脱附这些杂质
而使吸附剂获得再生。因此，采用两个吸附器，循环交替地变换所组合的各吸附器的
压力，就可以达到连续分离气体混合物的目的。
因为吸附与解吸过程是通过
压力变化实现的，故该工艺称作
变压吸附（PSA）。
碳分子筛（CMS）是一种经
特殊处理的活性碳吸附剂。CMS
的孔直径在氮气和氧气分子直径
范围内。由于氧分子比氮分子体
积小，重量轻，因此先被吸附在
碳分子筛表面。图3 –1为碳分子
筛分离空气过程。
典型的PSA制氮装置具体的工艺过程通常可分为以下三部分：
1. 空气压缩和净化
2. 分离空气
3. 氮气贮存和供气
工艺流程图和控制系统原理图见附后。
3.2 空气压缩及净化:
用于PSA空气分离的原料空气必须首先进行压缩及净化。
由空气压缩机送来的压缩空气（ 0.75 MPa），进入一级聚合微粒过滤器F101，
除去大部分粉尘与油水滴， 经过冷干机D101及二级聚合微粒过滤器F102除去压缩空
气中的大部分油和水。尔后进入活性碳过滤器F103，进一步除去油水滴和油蒸气，达
到PSA所需的空气质量，空气进入吸附塔AD101A、AD101B中杂质含量如下：
残油含量≤ 0.003 mg/m3 （at 21℃）
残余粉尘≤ 0.1 m
残余水含量≤ 5.57g/m3
图3-1：分离空气所用碳分子筛
PSA制氮工艺描述
PSA制氮装置操作手册
3-2/4
压缩空气生成的冷凝液通过冷凝排放管排到指定地点。
仪表空气罐T102提供所有气动程序控制阀的空气。
3.3 变压吸附制氮:
经压缩净化后的空气流经装填有碳分子筛（CMS）的吸附塔。压缩空气由下至上
流经吸附塔，其间氧气分子在碳分子筛表面吸附，氮气由吸附塔上端流出，进入一个
缓冲罐。经一段时间后，吸附塔中碳分子筛被所吸附的氧饱和，需进行再生。再生是
通过停止吸附步骤，降低吸附塔的压力来实现的。两个吸附塔交替进行吸附和再生，
从而确保氮气的连续输出。完整的变压吸附过程为：
吸附 装有专用碳分子筛的吸附塔共有AD101A、AD101B
两塔。当洁净的压缩空气进入AD101A底端经碳分
子筛向出口端流动时，H2O、CO2和O2被吸附，产
品氮气由吸附塔出口流出。
图 3-2： 变压吸附工艺过程 （PSA）
PSA制氮工艺描述
PSA制氮装置操作手册
3-3/4
均压 经一段时间后(大约1分钟)，AD101A内的碳分子筛
吸附饱和。这时，AD101A自动停止吸附，并对
AD101B进行一个短暂的均压过程，从而迅速提高
AD101B压力并达到提高制氮效率的目的。所谓均
压，就是将两塔连通，使一只塔（待解吸塔）的气
体流向另一只塔（待吸附塔），最终达到两塔的气
体压力基本均衡。
解吸 均压完成后， AD101A通过底端出气口继续排气，
将吸附塔迅速下降至常压，从而脱除已吸附的H2O
CO2、 O2、，实现分子筛的解吸再生。
吹扫 为了使分子筛彻底再生，以氮气缓冲罐内的合格氮
气对AD101A进行逆流吹扫。
具体PSA空气分离的工艺过程可描述如下：
压缩后的空气通过手动阀 GV102和气动程序控制阀FSV101或FSV102进入吸
附塔 AD101A或 AD101B。
PSA工艺是由气动程序控制阀 FSV101， FSV102， FSV103， FSV104，
FSV105， FSV106， FSV107和 FSV108控制的。
表 3-1详细叙述了该工艺。
表 3-1： 完整周期步骤
状态 打开阀门 说明
吸附塔 AD101A吸附， AD101B解吸 FSV101，FSV105 FSV104 AD101A内分离空气，
AD101B内CMS再生
AD101A和AD101B 压力平衡 FSV107， FSV108 AD101B加压以减少空气需
求
AD101A解吸， AD101B吸附 FSV102，FSV106 FSV103 AD101A内CMS再生，
AD101B内分离空气
PSA制氮工艺描述
PSA制氮装置操作手册
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AD101A和AD101B 压力平衡 FSV107， FSV108 AD101A加压以减少空气需
求
图 3-3显示在一个变压吸附周期内的压力变化。
生成的氮气通过PC阀FSV105或 FSV106流出 AD101A或 AD101B。手动阀
GV103调节进入缓冲罐 T103的氮气量。
3.4 氮气贮存及供气
氮气缓冲罐 T103的作用是：
缓冲由PSA过程阀门切换所引起的压力波动；
保证 AD101A和 AD101B在吸附开始时的压力最小值。
手动流量调节阀GV104、GV105，须根据流量计 FI101显示的值，手动调节氮气
流量及纯度，在保证纯度符合设计要求的前提下，使产品产量调节到设计值。然后氮
气进入客户管网系统。
图 3-3： PSA压力变化曲线