制氮機制氮純度低原因

隨著工業迅速發展，氮氣在化工、電子、冶金、機械等領域獲得了廣泛應用。PSA（變壓吸附）作為一種新型的氣體分離技術，具有高效、節能的優點，在中小型制氮用戶中應用廣泛。通過配以自動控制系統，可以實現無人值守。

變壓吸附是利用分子篩對不同氣體分子“吸附”性能的差異而將氣體混合物分開，目前在制氮領域內使用較多的是碳分子篩。分子篩對氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在分子篩表面的擴散速率不同，氧氣擴散較快，較多進入分子篩固相，這樣氣相中就可以得到氮的富集成分。一段時間后，分子篩對氧的吸附達到平衡，根據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，這一過程稱為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯，交替進行加壓吸附和解壓再生，從而獲得連續的氮氣流。

一般情況下制氮機制取氮氣的時候，引起氮氣純度下降的原因主要有：

、制氮機的吸附壓力不穩定如過高，超過了0.8Mpa或者是吸附壓力過低，低于0.6Mpa。

2、氣源含水油量過多

3、出氣部分接口漏氣

4、進氣量過大使壓力上升過快

5、制氮機的分子篩中毒，分子篩使用不正確或使用年限 過長都會導致碳分子篩中毒。

改善制氮機的制氮純度的方式：

1、減少時氣壓力、加大進氣壓力

2、進氣口加個儲罐

3、取下重新插接

4、更換分子篩

5、調節制氮機的入口調節閥減少進氣量，入口前加裝油水分離器

制氮機常見故障與處理

PSA變壓吸附制氮裝置除了設計選型不合理、機組本身或儀表故障、誤操作之外，常見的故障現象和處理方法如下：

(一)各級過濾器

分子篩吸濕能力極強，忌油和液態水，怕磨損，在進入吸附塔之前需要出去壓縮空氣中的油污和水分，在不同的位置采用各級過濾器，管道過濾器濾除大余5μm的顆粒及大部分水分，而細過濾器選用一次性可換芯的精過濾器，過濾精度達0.1μm。粉塵過濾器主要過慮粉化的分子篩或微量的活性炭。主要故障是氣當中有液相、粉末夾帶。

日常要檢查前面機組油氣分離效果、氣體溫度、油污液面高度、壓差指示儀；過濾器在使用一定階段后，需要吹掃或更換過濾器、過濾器底部的自動排污閥。

(二)冷凍干燥機

冷凍式干燥機，該產品主要部件如冷媒壓縮機等為進口元件，性能可靠，運轉平穩，噪音低，耗能少、安裝不需基礎，采用微電腦程序控制儀，對冷凍式干燥機的進

氣溫度、露點溫度、蒸發溫度、冷凝溫度、冷卻水進口溫度等進行數據采集、分析和處理，可遠程測量和控制，確保進入變壓吸附分離系統的空氣含水量降至一定的水平。

主要故障是制冷劑缺少、AD402-04型自動排污閥失效、過濾網堵塞等，運行過程中加強監測和灰塵清除工作。

(三)高效除油器

高效除油器，內部填充15＃活性炭，屬氣相吸附。活性炭是一種多孔性的含炭物質，有高度發達的孔隙構造，是優良的吸附劑，是藉由物理性吸附力與化學性吸附力而成。活性炭的比表面積（BET）越大，吸附力也越大。使用初期的吸附效果很高。時間一長，活性炭的吸附能力會不同程度地減弱，吸附效果也隨之下降。如水族箱中水質混濁，有機物含量高，活性炭很快就會喪失過濾功能。所以，活性炭應定期清洗或更換。活性炭一般使用3～5年時間。

(四)緩沖過濾器

系統中設置的緩沖過濾器起平衡氣壓及除去管道中粉塵的作用。常見故障為泄漏，用緊固或更換墊片的方法消除。

(五)PSA吸附分離系統

PSA吸附分離系統主要由二臺填裝了1.5GN-H型分子篩的吸附塔（底部有氧化鋁分子篩吸收水分）及一臺氮氣緩沖罐組成，還包括了一組氣動截止閥，該閥為管道式平衡氣動截止閥，具有啟閉速度快，切換壽命長等特點，其開啟時間僅需0.015秒，切換壽命為100萬次，特別適合于變壓吸附工藝的頻繁啟閉使用。分子篩的使用壽命和其本生的質量、裝填質量還有使用過程中的空氣預處理效率有關，一般情況下可用5~8年。

PSA吸附分離系統的控制由PLC完成，該PLC已完成程序錄入，能執行制氮裝置的各種運行參數控制。控制系統由可編程控制器，壓力變送器，溫度傳感器，閥位開關及二次儀表組成，主要負責現場各設備的機械動作及連鎖控制，可正確處理各種突發故障報警，同時設計上考慮了各級功能分隔，可全自動運行也可以人工操作運行。

吸附塔故障的現象常有：

1、吸附器組的有關壓力指示不正常；維修保養或更換儀表。

2、動作閥切換緩慢或關閉不嚴、不動作；電磁閥存在故障或粉末引起動作閥故障；更換閥門配件。

3、吸附器床層發生流化現象，造成分子篩摩擦沖擊嚴重產生粉末；進水、油分嚴重引起分子篩硬度減低加劇粉化或分子篩失效；尋找出油、水根源，加以排除，同時分子篩多次再生，仍然不合格就需要更換合格的分子篩。壓縮空氣含油量是分子篩失效的首要因素。

4、程序控制的儀表系統，有時出現程序功能紊亂，主要體現在電磁閥開關順序或時間發生變化，需要定期校驗。

5、氮氣的分析與計量。氮氣緩沖罐后在進入氮氣總管前，設置有一取樣口，樣氣經氮氣分析儀在線分析達到使用指標后，進入氮氣總管。氮氣的計量由渦街流量計完成，氮氣流量可實時顯示，并可實現累積流量顯示與控制。產品氣分析指示系統故障現象：(1)分析系統指示純度偏低，重新調試/校驗；(2)流量未達到設計指標，工藝調整。