制氮裝置采用PSA（Pressure Swing adsorption）方式，以碳分子篩（Molecular Sieving Carbon，簡稱MSC）作為吸附劑從空氣中分離出氮氣。

制氮機組成：本系統由螺桿式壓縮機提供壓縮空氣源，PSA制氮裝置制取氮氣，并配置成套的干燥機、過濾器以提供制氮所需凈化壓縮空氣的潔凈化處理。

PSA：即變壓吸附，Pressure Swing Adsorption的簡稱。通常，氣體壓力越高則吸附劑的吸附量越大，反之則越小。所以，利用氣體壓力的周期性漲落，加壓吸附，降壓解吸（脫附），從而實現氣體連續分離。此即為PSA循環過程。

 

基本工藝過程

本系統主要由空氣壓縮機、壓縮空氣凈化設備、PSA制氮主機組成，并根據需要配備相應的空氣緩沖罐、氮氣緩沖罐等。

 

1.2-1  空氣壓縮

本系統采用螺桿式空氣壓縮機（可由用戶自行購買）供氣，以滿足系統所需的原料壓縮空氣量。參數如下：

．空氣排量：7.60m³/min

（實際制氮機消耗壓縮空氣量為6.8 Nm³/min，以上要求空壓機排氣量已經考慮溫度、濕度因素的影響，如自行購買空壓機，建議空壓機FAD排量大等于7.40 m3/min）

．排氣壓力：0.85 MPa

．排氣含油量：≤3ppm

 

1.2-2  壓縮空氣凈化

壓縮空氣從空壓機出來進入對應的凈化設備組件（包括過濾器、冷凍式干燥機及附屬管道等組成），達到以下指標要求：

．常壓露點：≤-20℃

．含油量：≤0.1PPm

．粉塵粒徑：≤0.01um

凈化后的壓縮空氣輸出至凈化空氣罐。

 

1.2-3  凈化空氣罐

凈化后壓縮空氣在凈化空氣罐中得以緩存，保證在制氮機兩塔切換時候所需大量壓縮空氣，減少通過空氣凈化組件的氣流波動，優化凈化效果。凈化空氣罐參數如下：

．容積：1.0 m³

．工作壓力：1.0MPa

．材質：Q345R

附帶安全閥、壓力表、排污閥等附件。

凈化空氣罐出口一路接至用戶潔凈壓縮空氣需求點，另一路直接接至制氮主機進行氮氣生產

 

1.2-4  氮氣生產

本系統采用PSA（Pressure Swing adsorption）方式，由兩只吸附塔交替切換運行，連續不斷的從空氣中分離出氮氣。氮氣主要指標如下：

．氮氣純度：99.99%（無氧含量）

．氮氣流量：80Nm3/h（20℃，0.101MPa）

．氮氣露點：≤-45℃

．出口壓力： 0.7 MPa.G（可調）

 

1.2-5  工藝氮氣罐

制氮主機產出氮氣在工藝氮氣罐中進行緩沖并有效混合，保證最終供出產品氮氣壓力、純度、流量的穩定，同時提供制氮主機運行切換時氮氣回流充壓的作用，進一步提高氮氣產率。在工藝氮氣罐出口設置流量、壓力、純度檢測儀表，實現產品氮氣實時監控。工藝氮氣罐參數如下：

．容積：1.5m³

．工作壓力：1.0MPa

．材質：Q345R

附帶安全閥、壓力表、排污閥等附件。

 

最終成品氮氣由工藝氮氣罐直接接至用氣點。