浅析高纯氮空分设备的特点

一、加压节能： A加氮压机高纯氮流程：当产品氮气压力高时，不通过增加分馏塔的压力获得，而是通过先获得低压出分馏塔氮气，通过氮压机加压得到所需压力的产品氮气。这样不仅提高分馏塔精馏效率，而且可以节省能耗。 B膨胀机增压端增压产品氮气或者正流空气：用膨胀机增压端加压产品氮气，这样不仅可以利用膨胀机增压端，而且可以降低原料压缩机压力，节省能耗，但是缺点是产液体时膨胀机的量有变化，从而导致产品氮气的压力不稳定。 二、正流返流 A正流空气膨胀流程：一般膨胀空气经过膨胀机增压端增压后直接去膨胀，膨胀接近于常压直接放空，装置规模大时，则是单独设置增压机增压膨胀空气，以提高产品量。 B返流废气膨胀流程：有效利用了带压的非产品气，分全膨胀与部分膨胀流程，全膨胀较部分膨胀产液体量大，但是膨胀机投资会适当增加。 、单塔与双塔 A单塔精馏：单塔精馏适合装置规模在20000Nm/h以下，其产品提取率一般在40%左右，投资较小。 B双塔精馏：双塔精馏适合装置规模在20000Nm/h以上，其产品提取率一般在60%左右，投资较大。 四、常温与低温 A常温制氮装置：常温制氮装置即变压吸附制氮，其特点是装置规模小，产品纯度较低，制氮机启动与停车比较灵活，针对变化工况多组配置能耗低，不能产液体。 B低温制氮装置：低温制氮装置即深冷制氮，其特点是装置规模一般比较大，产品纯度高，制氮机启动与停车需要一定时间，有一定变负荷能力，能产液体。 五、单冷凝头与双冷凝头 A单冷凝头：冷凝头即冷凝器，一般单塔精馏均配置单冷凝头，单冷凝头精馏效率一般，产品提取率一般。 B双冷凝头：双冷凝头一般配置在双塔精馏制氮装置当中，冷凝量大时分馏塔的回流比增大，精馏效率高，双冷凝头可有效增强精馏，产品提取率较高。

制氮机吸附和再生原理

碳分子筛是由碳组成的多孔物质，孔结构模型为无序堆积碳素结构。它分离空气的能力，取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度或不同的吸附力。由于氧分子通过碳分子筛微孔系统的狭窄空隙的扩散速度比氮分子快得多。因此，当加压时它对氧优先吸附，而氮则被富集成高纯度气体。变压吸附制氮机正是利用这一特性，采用加压吸附、减压解吸的方式实现氮氧分离。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。 PSA制氮机工艺流程 压缩后的空气经空气贮存缓冲罐进入活性碳过滤器，除去油和水，然后通过冷干机的干燥冷却卸压再经过T级和A级精密过滤后进入两个吸附塔。PSA制氮工艺流程是采用在常温下变压吸附（即PSA）为无热源的吸附分离过程，碳分子筛对吸附组合（主要是氧分子）的吸附容量因其分压升高而增加，因其分压的下降而减少。这样，碳分子筛在加压时吸附，减压时解吸，放出被吸附的部分，使碳分子再生，形成循环操作。变压吸附过程，循环操作包括：吸附、均压、降压、释放、冲洗，然后再充压、吸附几个工作阶段，形成循环操作过程。PSA制氮装置根据流程的再生压力不同，可分为真空再生和常压再生流程。在两种流程中，原料空气经无油空压机压缩调压后，进入除油系统和冷却器，再经干燥进入碳分子筛吸附塔，吸附塔的上部排出产品氮气，被吸附的氧气直接排放到大气中，实现碳分子筛的再生。