制氮装置_百度文库
发布于 : 2020-06-12 23:05 来源:陕西麻将 作者:hope 浏览:

  制氮装置_能源/化工_工程科技_专业资料。荣成青木化学材料有限公司 制 氮 机 操 做 规 程 2012-9-1 一、 碳分子筛变压吸附(PSA)空分制氮原理。 吸附剂(碳分子筛) 吸附剂是变压吸附系统的核心。 碳分子筛是一种速度型的

  荣成青木化学材料有限公司 制 氮 机 操 做 规 程 2012-9-1 一、 碳分子筛变压吸附(PSA)空分制氮原理。 吸附剂(碳分子筛) 吸附剂是变压吸附系统的核心。 碳分子筛是一种速度型的吸附剂,广泛应用于空气分离制取氮气。其对空气中 N2、O2 的吸 附分离主要是基于:在一定时间内,其对空气中 O2 的吸附速度远远大于 N2 的吸附速度. 吸附压力 在吸附平衡情况下,空气压力越高,则碳分子筛(吸附剂)对 N2、O2 的吸附量越大。反之, 压力越低,则吸附量越小。 碳分子筛变压吸附制氮 利用吸附剂在不同压力下对气体吸附量不同的原理, 对气体进行加压吸附, 减压解吸脱附的 循环操作,即变压吸附(Pressure Swing Adsorption,简称 PSA) PSA 气体分压技术广泛应用于空气干燥、空气分离(提取氮气或氧气) ,其他气体提纯等领 域。 碳分子筛变压吸附制氮是:应用 PSA 气体分离技术,以碳分子筛为吸附剂,以压缩空气为 原料,利用碳分子筛在一定时间内对 N2、O2 的吸附速度差异,在密闭容器内进行加压吸 O2 产 N2,减压脱附 O2 的循环操作过程。 变压吸附制氮的技术应用模型 图 2-1 所示, 变压吸附制氮技术的最简单应用单元是一只装满碳分子筛的吸附器、 进气管路、 出气管路和控制阀门组成。 图 2-1(左)所示,当压缩空气从进气端进入,流经吸附器内的吸附剂(碳分子筛)时,压 缩空气中的 O2 被吸附,而未被吸附的 N2 则被富集起来,由出气端流出。 如图 2-2(右)所示,在一段时间后,碳分子筛吸附饱和,则关闭进气阀和出气阀并打开排 气阀,就可以对吸附剂进行解吸再生。再生完成后则进入下一个吸附周期。 二、PSA 工艺过程描述 吸附 装有专用碳分子筛的吸附器共有 A、B 二只。当洁净的压缩空气进入吸附器 A 的入口端 经碳分子筛向出口端流动时,O2、CO2 和 H2O 被吸附,产品 N2 由吸附器出口流出。 解吸 经一段时间后,吸附器 A 内的碳分子筛吸附饱和,切换压缩空气流入吸附器 B 内进行 吸 O2 产 N2,同时对吸附器 A 内的碳分子筛进行解吸再生。碳分子筛的解吸是通过排气阀 将吸附器对大气排空,使其内的气体压力迅速下降至常压,从而脱除已吸附的 O2、CO2、 H2O 来实现。 吹扫 为使碳分子筛彻底再生, 以吸附器出口端或氮气储罐内的产品 N2 将停留在吸附器内的 O2、CO2、H2O 吹扫至外部。 均压 在两吸附器切换之前,有一个短暂的均压过程,用以提高氮气回收率和迅速提高吸附 压的目的。所谓均压,就是将两塔连通,使一只吸附器(待解吸)的气体流向另一只吸附器 (待吸附) ,最终达到两吸附器内的气体压力基本均衡。 本系统选用由上部对上部、下部对下部的等势均压工艺,使氮气回收率得以进一步提 高,从而降低整机能耗。 循环 两吸附器交替进行吸附、均压和再生,完成氧氮分离,连续输出产品氮气, 三、操作前准备 (一) 、操作设置 1、通电,触摸屏进入主页面: (1 )、设置制氮装置型号:点击型号:NGN- 空白处,输入密码(密码:666666) ,进入 输入窗口,即可进行型号输入,如 800C; (2)\ 型号输入完成后,点击 ,进入流程示意页面。 2、进入流程示意页面,点击设定按钮,进入设定页面。 3、在设定页面,点击操作人员设定按钮,输入密码(密码 123456) ,进行氮气压力报警值 和氮气纯度报警值的设定;设定完成后,点击返回,重新进入到设定页面。 4、在设定页面,点击管理人员设定按钮,输入密码(密码 411) ,进行循环周期、吸附时 间、均压时间、吹扫时间的设定,点击确定,即可进行 PLC 程序。 5、在管理人员设定页面,点击量程设置按钮,进行氮气压力、氮气流量、氮气纯度、氮气 露点的上下限设定。 (上下限设定分别对应压力传感器、流量计、氮分析仪、露点仪 4~20mA 信号所代表的数值。 6、点击返回,回到流程示意页面,点击数据查看即可观察到氮气露点、氮气压力、氮气流 量、氮气纯度的实时数据、报警状态、以及运行时间和累计运行时间。 7、在数据查看页面,点击历史数据曲线图,坐标系横坐标,分别设定纯度、压力、流量、 露点的上下限,即可观察到纯度、压力、流量、露点的对应历史曲线。点击 或 可以调 整历史数据时间间隔。四、使用与操作 (二) ,开机准备步骤 1) 检查空压机、冷干机是否可以正常启动。 2) 应使系统所有的手动阀门处于正确的开/关位置。 3) 检查各配套部件是否处于正常状态。 4) 检查电源是否在正常范围以内。 停机时手动阀状态表: 名称 回氮冲洗阀 压力表开关 其他手动阀 启动吸干机和压缩空气净化组件 (1) 、打开手动球阀使过滤器排污,然后关闭。如过滤器配有自动排污阀,则相应的手动球 阀应处于常开状态。 (2) 、全开阀门使空气缓冲罐达到 0.80Mpa 以上。 开 关 备注 出厂时已调好,一般不调节 出厂时已调好,一般不调节 四,控制系统 组成: PLC 可编程序控制器 触摸显示屏 小型断路器 电磁阀 指示灯 开关按钮 功能 1、PSA 自动循环过程 由 PLC 可编程序控制器按照设定的时序控制电磁阀的开闭, 从而接通或切断气动阀的控 制气路来控制气动阀的开闭,实现 PSA 自动循环。 气动阀工作程序表(对照工艺流程图) 时间(秒) 名称 0~58 A 塔吸附 B 塔再生 开 关 开 关 关 关 关 开 58~60 A 塔均压将 B 塔均压升 关 关 关 关 开 开 关 关 61~118 B 塔吸附 A 塔再生 关 开 关 开 关 关 开 关 118~120 A 塔均匀 B 塔均降 关 关 关 关 开 开 关 关 进气阀 A 进气阀 B 产气阀 A 产气阀 B 下部均压阀 上部均压阀 排气阀 A 排气阀 B 五、启动 PSA 设备 控制气源调节:全开气源控制球阀,调节调压过滤器,为 PSA 装置提供控制气源,控制 气源的压力(气源三件上的压力表)设定为 0.6~0.7Mpa. 六、PSA 系统控制柜操作 (1)为电控柜接入电源,开启电控柜的电源开关。 (2)开启运行开关,制氮机进入运行过程。 (3)校准氮气分析仪,设定氮气纯度的下限值。 (4)开启球阀使氮气缓冲罐排污 60 秒后关闭。 (5)微开针型阀接通取样口,取样流量设为 0.3~0.5L/h,氮气分析仪进入自动检测状态。 (6)氮气纯度合格后,缓慢开启供气节流阀,使流量计读数达到设定值。 七、关闭 PSA 系统 (1)关闭供气节流阀门。 (2)关闭空压机、冷干机及他们之间的手动阀门。 (3)等吸附塔压力小于 0.02MPa 时,按停止按钮(与开机同一个按钮)“PC”机停止工作。 , (4)关闭氮气分析仪开关。 (5)关闭电控柜的电源开关。 (6)切断外部电源。 (7)结束,等待下一次开机。 八、运行观察 值班人员应随时观察设备运行情况,控制以下几个环节: (1) 压力:确保吸附压力在设定值(0.75~0.75Mpa)范围内,吸附压力波动将影响 氮气的纯度。当吸附压力波动时,应观察其他压力表的情况,并查明原因给以 处理。 (2) 氮气流量:用户可根据实际用气量进行调节,但最大用量不应超出设备额定流 量值,否则会引起氮气纯度下降。 (3) 氮气纯度:当氮气纯度下降时设备会发出声光报警信号,此时应立刻查明原因 使纯度恢复正常。 (4) 吸附周期变化规律:应掌握吸附塔正常工作的压力变化规律。 (5) 排污和排空:应经常观察排污和排空状况及排出物是否有异常,正常情况下, 每半小时排放冷凝水。 (6) 氮气分析用阀门必须保持畅通,并且保持稳定的气量,否则数据不准。 (7) 空气压缩机温度不超过 90℃。 2、 运行记录 本机运行期间须有人值班,每半小时检查一遍仪表读数是否正常,有无报警现象,并认 线)、运行参数记录表 (2)、设备故障记录表 (3) 、设备开停机及操作记录表。 九、触摸显示屏使用介绍 1、参数规格 性能规格 尺寸 分辨率(像素) 颜色 控制面板 处理器 资料存储(SD 卡) 实时时钟 电气规格 输入电源电压 输入电压范围 EFT 额定工作电流 24VDC(典型) 9VDC~28VDC 2000V 0.3A(典型 环境规格 工作温度 存储温度 振动测试 工作湿度 冷却方式 COM1 COM2 USB P1 0~55℃ -20~60℃ 三轴方向:10HZ,3MM,半小时 10%~90% 通讯规格 9 针母头,RS485 (连接 plc 等) 9 针母头,RS485 (连接 plc 等) 主设备接口,连接 USB 从设备,如 USB 鼠标,U 盘等。 (不能与 USB P0 (无凝结) 32bit 7.0 英寸 800×480 256k 色、线 线MB 有 CPU 自然冷风 同时使用) USBP0 主设备接口,连接 USB 从设备,如 USB 鼠标,U 盘等。 (不能与 USB P1 同时使用) 产品认证 前面板防护等级 后面板防护等级 认证资质 IP65 IP20 CE 十,氮气缓冲罐 从吸附塔(吸附器)分离出来的氮气首先流入氮气缓冲罐,以均衡压力和纯度(氧 含量)波动,保证系统连续稳定地供给氮气。氮气缓冲罐还能满足迅速提高吸附塔内压力的 需要。 氮气指标: 制氮设备 型号规格 PN-29/15A 氮气纯度 (%) 99.9 氮气流量 (Nm3/h) 20 氮气露点 (℃) -40 氮气压力 (Mpa) >0.60 氮气压力<压缩空气进口压力-0.1Mpa. 压缩空气消耗指标 制氮设备 型号规格 氮气纯度 (%) 氮气流量 (Nm3/h) 压缩空气消耗指标 平均流量 (Nm3/min) PN-29/15A 99.9 20 1.3 空气压力 (Mpa) 0.8 净化压缩空气品质要求(进入 PSA 空分制氮机前) 含油量: <0.003mg/m3 温度: 常温 露点: <-20℃ 十一、操作注意 1、不得在开启电源情况下改变配线,否则可能造成触电。 2、请勿以尖锐物品碰触面板,否则可能导致面板凹陷,从而使人机界面无法正常运作。 3、电源启动时,禁止拆下人机接口面板,否则可能会造成触电。 4、电源关闭 10 分钟内,不得接触接线端子,残余电压可能造成触电。 5、首次开机,接触屏需检查各个连接、端口松紧状态,并进入管理人员设定界面,设置循 环周期、吸附时间、均压时间等。 6、设置使用过程中,停机状态下,要求保持 PLC 电源及触摸屏电源不切断。若长时间(一 周或一周以上)停机,需加装 PLC 电池卡或重新进入管理人员设定界面,重新设定相关参 数。 正常运行时设备的仪表读数 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 项目 压缩空气进气压力 吸附压力 氮气缓冲罐压力 解吸压力 仪表气压力 氮气纯度 过滤器压差表 氮气流量 氮气分析仪氮气流量 冷冻式干燥机 空气压缩机 节流阀 手感 气源三连件 针形节流阀 调节方法 空压机 读数 0.80MPa 0.7-0.75MPa 0.7MPa 0 0.6~0.7MPa >99.9% 绿区 20Nm3/h 0.3~0.5NI/h 见冷干机说明书 见空压机说明书 十二、日常维护和保养 每天 1、 每班定时检查空气过滤器 (1) 、自动排污阀是否正常排污,发现异常应立即手动排污,并检修或更换自动排污阀 (2)、压差表指针是否在绿区,如在红区应更换空气过滤器的滤芯。 2、每班定时检查排气消音器是否正常排空。 注意! 排气消音器如有黑碳粉排出时说明碳分子筛粉化,应马上停机。 3、 清洗设备表面的灰尘和污物。 4、 定时检查压缩空气的进口压力、温度、露点、流量及含油量等是否正常。 5、 定时检查各仪表读数,发现不正常时执行“故障诊断指导表”及“使用与操作”步骤。 6、 检查控制气路的气源三连件的压力降是否正常。 每三个月 7、 用肥皂水检查整机密封性能 每 6 个月 8、 检查气动阀是否正常动作。 每 12 个月 9、 更换氮气分析仪的氧电极。 10 更换空气过滤器的滤芯及氮气过滤器滤芯 11 校准流量计 12 校准氧分仪。 13 按国家规定校验安全阀、压力表。 14 更换除油器内的活性炭。 十三、碳分子筛使用保养说明 序号 项目 使用保养要求 1 开停机 在开车和停车时,应缓慢升压和降压,避免气流对吸附塔内的碳分 子筛造成瞬时冲击而破损。 1) 按照本使用说明书的规定提供合格的压缩空气; 2) 按使用说明书定期更换过滤器滤芯; 3) 按使用说明书定期更换空气缓冲(除油)罐内的活性碳。 (此项 根据具体的配置而定) 1) 避免长期将碳分筛暴露在空气中或与水份接触,否则将其寿命 及产氮能力下降; 2) 运行时应确保对压缩空气按设计要求进行有效的干燥处理,否 则将引起产氮效率下降; 3) 在长期停用时应关闭吸附塔的进出气阀门以防止吸附塔内的碳 分子筛与空气接触。 1) 设备投入运行后,每三年应打开吸附塔上盖一次(初次为累计 运行一年时) ,观察分子筛的情况的下沉或粉化情况,并做好书 面记录,通知制造方提供处理意见。 2) 分子筛的添加或补充应事先由供方指导并书面认可或有供方指 定的人员在场方可进行。 在发现消音器的碳粉或碳分子筛颗粒排出时应立刻停机并通知供 方处理。 2 防油 3 防潮 4 定期检修 5 故障处理

陕西麻将