膜空分制氮以空气为原料,在一定压力条件下,利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点,它特别适宜于氮气纯度≤98%的中、小型氮气用户,有功能价格比。而氮气纯度在98%以上时,它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上。
分子筛空分制氮以空气为原料,以碳分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理,利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法,通称PSA制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比,它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15~30分钟)、能耗低,产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节,操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点,故在1000Nm3/h以下制氮设备中颇具竞争力,越来越得到中、小型氮气用户的欢迎,PSA制氮已成为中、小型氮气用户的方法。
制氮机在正常的运行中需要注意其运行的状态有利于大大增加制氮机的寿命和节约成本:需要检测以下几个部分的安全;
1、空压机
将先安装C级过滤器。为防止油烟进入压缩空气内,空压机低压运行时间一般不能**过30分钟,并做好排烟风机的运行维护,有条件的企业可增加一台排烟风机备用并联锁。必须搞好循环水水质管理,制氮机有条件的企业可使用软化水,并在压缩机循环水管上增设防垢器,减缓或降低垢层沉积和淤泥沉积,油冷要采用双油冷,并能在线切换。
2、预冷装置
有条件的企业尽量备两台冷干机,一台是WCD系列传统型冷干机,另一台是WAD系列节能-环保型冷冻式干燥机,否则当分子筛出口二氧化碳浓度升高时将停机。由于冷干机出口管线长时间运行易出现锈蚀,导致流通面积减小、阻力增大、冷干机出口压力上升,因此在检修开机前,建议利用制氮机吸附塔气体进行反向吹扫。
3、纯化
分子筛进气操作要缓慢平稳,以防气流冲击制氮机床层,造成分子筛粉化进入塔内,形成危害。分子筛气动阀出现问题,会造成空分工况波动而被停机,建议选用可靠性高、气源能够独立的德国宝德或盖米的气动阀门,且气动阀的反馈信号要灵敏,一旦阀门出现未动作或动作未到位,报警器可以及时报警。
随着工业的迅速发展,氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用,我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。氮气的化学性质不活泼,在平常的状态下表现为很大的惰性,不易与其他物质发生化学反应。因此,氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气,一般保护气的纯度要求为99.99%,有的要求99.998%以上的高纯氮。液氮是一个较方便的冷源,在食品工业、医疗事业以及畜牧业的贮藏等方面得到越来越普遍的应用。在化肥工业生产合成氨时,合成氨的原料气—氢、氮混合气若用纯液氮洗涤精制,可使惰性气体的含量较微小,一氧化硫和氧的含量不**过20ppm。
纯净的氮气无法从自然界直接汲取,主要采用空气分离法。空气分离法中包括:深冷法、变压吸附法(PSA)、膜分离法。