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在一定的壓力下，利用空氣中氮、氧在碳分子篩上的擴散速率差異較大，短時間內(nèi)，氧分子被碳分子篩大量吸附，氮分子在氣相富集，達到氧氮分離。 由于碳分子篩對氧的吸附容量隨壓力的不同而有明顯差異，降低壓力，即可解吸碳分子篩吸附的氧分子，使碳分子篩再生，得以重復(fù)循環(huán)使用。 采用兩個吸附塔工藝，一塔吸附產(chǎn)氮，一塔解吸再生，循環(huán)交替，連續(xù)產(chǎn)出高品質(zhì)氮氣。
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VPSA制氧系統(tǒng)主要由鼓風(fēng)機、真空泵、切換閥、吸附器和氧氣平衡罐組成。原料空氣經(jīng)吸入口過濾器除掉灰塵顆粒后,被羅茨鼓風(fēng)機增壓至0.3-0.5barg而進入其中一只吸附器內(nèi)。吸附器內(nèi)裝填吸附劑,其中水分、二氧化碳、及少量其它氣體組分在吸附器入口處被裝填于底部的活性氧化鋁所吸附,隨后氮氣被裝填于活性氧化鋁上部的沸石分子篩所吸附。而氧氣(包括氬氣)為非吸附組分從吸附器頂部出口處作為產(chǎn)品氣排至氧氣平衡罐。 當(dāng)該吸附器吸附到一定程度,其中的吸附劑將達到飽和狀態(tài),此時通過切換閥利用真空泵對之進行抽真空(與吸附方向相反),真空度為0.65-0.75barg。已吸附的水分、二氧化碳、氮氣及少量其它氣體組分被抽出并排至大氣,吸附劑得到再生。
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壓縮空氣經(jīng)空氣凈化系統(tǒng)除去油、水、塵埃等雜質(zhì)后進入裝有沸石分子篩的吸附塔，空氣中的氮氣、二氧化碳、水蒸汽等被分子篩大量吸附，而氧氣由于擴散速率大而穿過吸附劑，而實現(xiàn) 氮、氧分離。 當(dāng)吸附塔內(nèi)吸附的氮等雜質(zhì)達到飽和后，降低壓力使沸石分子得解吸再生，得以重復(fù)循環(huán)使用。 采用兩個吸附塔在PLC的控制下循環(huán)工作，連續(xù)產(chǎn)出高品質(zhì)氧氣。
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工作原理：全自動緊湊型液氮供應(yīng)站從空氣中制取氮氣，由氮氣液化器液化為液氮，并儲存在液氮儲罐中，結(jié)構(gòu)緊湊，能夠持續(xù)、便捷的供應(yīng)液氮，可作為區(qū)域內(nèi)小用量液氮的供應(yīng)源。氮氣液化器采用混合工質(zhì)節(jié)流制冷機或四特靈制冷機作冷源，本公司系列化的氮氣液化器產(chǎn)品可為客戶提供更多的選擇，為各大實驗室建立小型氮氣液化站，及時解決液氮使用需求。
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深冷制氮不僅可以生產(chǎn)氮氣而且可以生產(chǎn)液氮，滿意需要液氮的工藝要求，并且可在液氮貯槽內(nèi)貯存，當(dāng)出現(xiàn)氮氣間斷負荷或空分設(shè)備小修時，貯槽內(nèi)的液氮進入汽化器被加熱后，送入產(chǎn)品氮氣管道滿意工藝裝置對氮氣的需求。深冷制氮的運轉(zhuǎn)周期（指兩次大加溫之間的間隔期）一般為1年以上，因此，深冷制氮一般不考慮備用。 深冷制氮可制取純度≧99.999%的氮氣。氮氣純度受到(de dan qi _dan qi chun du shou dao)氮氣負荷、塔板數(shù)量、塔板效率和液空中氧純度等的限制，調(diào)節(jié)范圍很小。因此，對于一套深冷制氮設(shè)備其產(chǎn)品純度基本是一定的，不便調(diào)節(jié)。
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空分設(shè)備是一個大型的復(fù)雜系統(tǒng)，主要由以下子系統(tǒng)組成:動力系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)、產(chǎn)品輸送系統(tǒng)、液體貯存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。
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氧氮空分設(shè)備是一套從空氣中同時提取氧氣、氮氣的空分設(shè)備，是一種帶有透平膨脹機的新型的工藝流程。 經(jīng)過純化的進塔空氣在主熱交換器中與返流氣體換熱，被逐漸冷卻為飽和空氣，并有少量液化，然后進入下塔進行精餾。精餾就是利用氧、氮沸點不同在分餾塔內(nèi)進行多次部分蒸發(fā)和部分冷凝獲得純氧、純氮的過程。下分餾塔的作用是制取液空和液氮。主冷凝蒸發(fā)器的作用是使低壓下不同壓力的液氧蒸發(fā)和氣氮冷凝，上分餾塔的作用是獲得產(chǎn)品氧氣和氮氣。
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全液體空分工藝流程說明 液體空分設(shè)備通常是指以直接生產(chǎn)液氧、液氮產(chǎn)品的空分設(shè)備，這種空分設(shè)備一般不生產(chǎn)或少量生產(chǎn)氣體產(chǎn)品。 為了要獲得大量的液氧和液氮產(chǎn)品，目前大致有二種方法：一是先生產(chǎn)氣態(tài)產(chǎn)品，然后再根據(jù)需要采用液化裝置將氣態(tài)產(chǎn)品液化，這種方法能耗相對較高；另一種方法是直接采用液體空氣設(shè)備生產(chǎn)液氧和液氮產(chǎn)品，與前者相比該法能耗較低，液體空分設(shè)備從流程的組織上來看可以視為是常規(guī)氣態(tài)產(chǎn)品空分設(shè)備和液化裝置的二者結(jié)合體，因此其流程要相對復(fù)雜一些。為了降低液體空分設(shè)備產(chǎn)品的中耗，應(yīng)根據(jù)用戶提出的需求條件，在工藝流程的組織上要進行多個方案的技術(shù)比較。
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