600Nm/hPSA制氮设备 3技术方案及报价 成都华西化工科技股份公司 二ＯＯ八年八月十四日 1 页 PSA制氮机技术附件 第
目 录
附件一： 技术规格书
1、 2、 3、 4、 5、 6、 附件二： 1、 2、 3、 4、 5、 6、 附件三： 附件四： 附件五： 附件六： 附件七： 装置工艺流程描述 装置的控制功能描述 装置的主要技术特点 装置的工艺设计基础 装置的公用工程消耗 装置界区
国内、外配套件清单
非标设备
主要机械设备的技术规格 程控阀门技术规格及清单 化学药剂一览表
自控仪表设备技术规格及清单 管阀架 设备分项价格 质量保证
资料交付及交付时间 性能保证值 工程时间进度表
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附件一： 技术规格书
1、 工艺流程描述
PSA制氮的基本原理是利用吸附剂对不同吸附质选择性吸附能力的不同以及吸附剂的吸附容量随压力变化而差异的特性。在较高的压力下吸附剂选择性吸附流过吸附床层气体中的杂质组分（如空气中的绝大O2、CO2、H2O及少量的氮气等），而选择性吸附能力较差的组分（如氮气等）则较顺利地流过吸附剂床层，从吸附塔顶部排出，形成产品氮气；当吸附剂吸附的杂质达到一定程度时，吸附剂不再具有吸附杂质的能力，此时需对吸附剂进行再生，变压吸附气体分离的工艺过程才具有实际意义；吸附剂的再生是通过降低吸附剂的吸附压力，使被吸附的杂质从吸附剂上解吸出来。
从以上的基本原理可以看出：要使变压吸附气体分离、提纯的产品气体连续稳定，则变压吸附气体分离的工艺过程中至少需两台吸附塔，其中一塔处于吸附阶段，而另一吸附塔则处于解吸再生阶段，两塔交替进行吸附和再生。
PSA制氮机正是采用上述的基本原理实现氮气从空气中分离、提纯。 其工艺流程简图见附图。其工艺过程如下：
从界区外的空气首先经螺杆压缩机将空气压缩至0.75MPa，然后再进入一冷干机，将空气中的水分经冷冻分离掉，再经过一套过滤器，将原料空气中的油和灰尘过滤，使之达到PSA制氮对空气质量的要求，再进入由两塔组成的PSA。
PSA由两台吸附塔和一台氮气缓冲罐组成。经PSA后的产品氮气可达到氧含量小于0.4%、露点低于-50℃的要求。
PSA制氮系统的工艺过程如下：
原料空气直接自吸附塔底部进入，吸附塔中装填有制氮吸附剂。当原料空气流过吸附剂床层时，吸附剂将选择性吸附通过床层的强吸附能力的氧气，而氮气则顺利的通过吸附剂床层，自吸附塔顶流出，进入氮气缓冲罐，并通过流量计送出界区。当一台吸附塔处于吸附阶段时，另一台吸附塔则处于再生过程，两塔交替进行。
吸附剂的再生过程包括均压降、逆放、冲洗、均压升和产品气加压的过程。 a. 均压降过程
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这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的氮气放入另一台已完成再生的较低压力吸附塔的过程，这一过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间氮气的过程，以保证氮气的充分回收。
b. 逆放过程
在均压降结束、吸附前沿已达到床层出口后，逆着吸附方向将吸附塔压力降至接近常压，此时被吸附的杂质开始从吸附剂中大量解吸出来，解吸气通过放空消音器直接放空。
c. 冲洗过程
逆放结束后，为使吸附剂得到彻底的再生，用产品气缓冲罐中储存的氮气逆着吸附方向冲洗吸附床层，进一步降低杂质组分的分压，并将杂质冲洗出来。冲洗再生气也直接放空。
d. 均压升压过程
在冲洗再生过程完成后，用另一吸附塔的较高压力氮气对该吸附塔进行升压，这一过程与均压降压过程相对应，不仅是升压过程，而且也是回收其它塔的床层死空间氮气的过程。
e. 产品气升压过程
在均压升压过程完成后，为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附并保证产品纯度在这一过程中不发生波动，需要用产品氮气将吸附塔压力升至吸附压力。
经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备。
两个吸附塔交替进行以上的吸附、再生操作(始终有一个吸附塔处于吸附状态)即可实现气体的连续分离与提纯。
2、 装置的控制功能描述
2.1 基本控制功能 2.1.1 顺序控制
本装置的顺序控制主要用于PSA制氮系统程控阀门的开关控制。其功能要求对程控开关阀进行可靠的开关控制，保证各程控开关阀按照工艺给定的条件和顺序开关，实现PSA制氮装置的正常切换工作。
控制系统的报警回路对氮气的纯度和系统操作压力自动报警并联锁，当吸附压力低于设计值时，系统报警；当产品氮气中的氧含量超过设计值，系统回自动联锁，将
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不合格的氮气放空。
2.2 控制系统配置
本装置的控制系统主要由PLC直接控制程控阀的开关和联锁报警。 3、
技术特点
吸附器采用碟形封头，减少吸附器内部死空间，提高氮气回收率。 吸附剂的装填采用特殊的装填方式，并且采用特殊的压紧措施，确保吸附剂长使用寿命。
3.3 3.4 3.5 3.6
压缩机、冷干机选用国际著名品牌，保证装置的稳定运行。 所有程控阀选用国际著名品牌，确保装置运行的可靠性。 整套装置采用撬装式，布局紧骤，节约占地面积。
采用PLC控制，实现设备故障自动报警；整个设备全自动无人值守 运行。
3.1 3.2
技术附件及报价N600-99
