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。
氮氣發(fā)生器的工作原理是分離空氣,電解膜的負極側(cè)發(fā)生氧化反應,吃掉空氣中的氧化性氣體,在正極側(cè)還原,空氣流過電解池后就只剩下氮氣和惰性氣體,故國內(nèi)發(fā)生器的純度大多標有“相對含氧量”,氮氣的純度和空氣流速,有效分解面的長度,電解電勢的強弱都有關(guān)系,這種分離方法也決定了氮氣的純度不可能做的很高。加入電解質(zhì)的作用就是提高水的導電率,使電化學反應能順利進行。
氮氣發(fā)生器主要由儲罐組件、凈化組件、氮氣緩沖系統(tǒng)、氮氧分離系統(tǒng)等四大部件組成。
儲罐組件由空氣儲罐、安全閥、球閥等組成,其作用是保證系統(tǒng)用氣平穩(wěn)外,還可以降低壓縮空氣的出氣溫度,使壓縮空氣中水、油等雜質(zhì)隨壓縮空氣溫度的降低而分離出來,有利于延長后處理設備壽命,同時提高壓縮空氣的品質(zhì)。
進而降低氣流脈動,達到緩沖作用,從而減小系統(tǒng)壓力波動,使壓縮空氣平穩(wěn)地通過壓縮空氣凈化組件,以便充分除去油水雜質(zhì),減輕后續(xù)psa氧氮分離裝置的負荷。同時,在吸附塔進行工作切換時,它也為psa氧氮分離裝置提供短時間內(nèi)迅速升壓所需的大量壓縮空氣,使得吸附塔內(nèi)壓力很快上升到工作壓力,保證了設備可靠穩(wěn)定的運行。
凈化組件主要由管道過濾器、精過濾器、超精過濾器、冷凍干燥機、除油器等組成,其作用是除去壓縮空氣中的塵埃、水和油,為氮氧分離系統(tǒng)提供清潔的原料。
提供的壓縮空氣首先要通入壓縮空氣凈化組件,壓縮空氣先由管道過濾器除去大部分的油、水、塵,再經(jīng)冷凍干燥機進一步除水、精過濾器除油、除塵,并由在緊隨其后的超精過濾器進行深度凈化。根據(jù)系統(tǒng)工況,用來防止可能出現(xiàn)的微量油滲透,為碳分子篩提供充分保護,設計嚴謹?shù)膬艋M件確保了碳分子篩的使用壽命。
氮氣緩沖系統(tǒng)由緩沖罐、粉塵過濾器、流量計、氣動閥、節(jié)流閥、氮氣純度分析儀等組成。其主要作用是使氮氣壓力、純度和流量平穩(wěn),氮氣純度分析儀可即時測出氮氣純度,并自動控制氣動閥將不合格氮氣排空。
用于均衡從氮氧分離系統(tǒng)分離出來的氮氣的壓力和純度,保證連續(xù)供給氮氣穩(wěn)定。同時,在吸附塔進行工作切換后,它將本身的部分氣體回充吸附塔,一方面幫助吸附塔升壓,另外也起到保護床層的作用,在設備工作過程中起到極重要的工藝輔助作用。
氮氣發(fā)生器中的氮氧分離系統(tǒng)是制氮設備的主要部件,由兩個交替工作的吸附塔(塔內(nèi)裝碳分子篩)和氣動閥、節(jié)流閥、消音器等組成。根據(jù)碳分子篩對空氣中主要成分氧氣和氮氣的吸附速率不同,在加壓吸附和降壓脫附過程中實現(xiàn)氮氧分離,而加壓吸附與降壓脫附過程由可編程控制器按一定程序控制電磁閥,并由電磁閥控制相應的氣動閥自動運行。