成都德力斯實業(yè)有限公司是一家銷售實驗室設備的經銷商，在今年4月份尋到我們家氮氣發(fā)生器，有參數(shù)要求，出氣量需要40L,純度要求99.999的， 需要配套用戶的手套箱使用的，但是擺放位置有限，終端用戶是核動力二所，他們對設備技術性要求是非常高的，經過我們技術部門和他們技術溝通之后，確認了一些參數(shù)要求，這款設備是需要定制的，我們做了詳細的參數(shù)配置，圖片給客戶，售后服務提供質保兩年，上門培訓安裝，于6月份確認下來簽訂了合同。

高純度氮氣發(fā)生器

現(xiàn)今工業(yè)發(fā)展中，有許多行業(yè)已經開始使用氮氣來生產或輔助生產產品，應用之廣，對此我們有必要了解變壓吸附制氮機產生的原理。
    變壓吸附制氮機是一種新型氣體吸附分離技術。產品純度高，可在室溫和不高的壓力下工作，節(jié)能經濟，設備簡單，操作，維護簡便，連續(xù)循環(huán)操作，可達到自動化。變壓吸附制氮機是按變壓吸附技術設計、制造的氮氣發(fā)生設備。通常使用兩吸附塔并聯(lián)，由全自動控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴格控制時序，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。變壓吸附制氮機的特點風華獨到的分子篩裝填技術和的總體設計，在制氮濃度和產氣量相同時耗電量省，運行成本低。采用目前國際性能好的分子篩，結合獨特的氣體分布技術和特定的工藝流程，使分子篩發(fā)揮大能效，使氮氣回收率佳主要是基于碳分子篩對氧和氮的吸附速率不同，碳分子篩優(yōu)先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。碳分子篩本身具有加壓時對氧的吸附容量增加，減壓時對氧的吸附量減少的特性。利用這種變壓吸附的特性，實現(xiàn)氧氣和氮氣的分離，得到我們所需要的氣體組分。由于吸附劑有的吸附容量，當吸附飽和時就需要再生，所以單吸附床的吸附是間歇式的，為保證連續(xù)供氣，采用雙吸附塔并聯(lián)交替進行吸附，一塔工作一塔再生，連續(xù)產生氮氣。
    氮氣在自然界中分布很廣，是空氣的主要成份，主要以單質分子氮的形式存在于大氣之中，在干燥的空氣之中，N2的體積占空氣的78.03%，因此，空氣是制取氮氣的大原料庫，它取之不盡，用之不竭。
    變壓吸附制氧機由兩只或多只吸附塔組成，由計算機控制分別工作于充壓、吸附、再生、沖洗等過程，實現(xiàn)連續(xù)供氣。
    設備包括：壓縮空氣源及凈化系統(tǒng)，變壓吸附氧氮分離組件，貯存供氣系統(tǒng)，自控系統(tǒng)。 
    應用：本裝置能耗小、操作簡單、設備投資省。在石化、輕工、冶金、環(huán)保、建材、水產養(yǎng)殖、生物技術、醫(yī)藥醫(yī)療等領域得到廣泛的應用。

PSA變壓吸附制氮。利用氮氣與其它氣體分子在分子篩中的吸附能力差異，形成濃度差異的積累，在分子篩柱末端產出高純度氮氣。同時利用兩根分子篩柱，一根吸附的同時引出一部分產品氣為另一根解析，實現(xiàn)分子篩在線再生，整體表現(xiàn)即為儀器持續(xù)輸出高純氮氣。這類發(fā)生器可根據(jù)需要，調節(jié)氮氣的純度和流量，可生產99.999%的氮氣產品，流量可從幾百毫升到幾十升到幾立方每分鐘，純度大小配置靈活，可根據(jù)每個需求具體定制，PSA變壓吸附技術在工業(yè)中應用很廣泛，已發(fā)展幾十年，是很成熟的技術。技術難點主要是分子篩柱填裝技術，分子篩填裝不好，會造成分子篩在氣體高低壓頻繁變化中互相摩擦碰撞粉化，微孔數(shù)量減少，分子篩性能急劇降低。

變壓吸附(Pressure Swing Adsorption，簡稱PSA)氣體分離技術是非低溫氣體分離技術的重要分支，是人們長期來努力尋找比深冷法更簡單的空分方法的結果。七十年代西德埃森礦業(yè)公司成功開發(fā)了碳分子篩，為PSA空分制氮工業(yè)化鋪平了道路。三十年來該技術發(fā)展很快，技術日趨成熟，在中小型制氮領域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。
變壓吸附制氮是以空氣為原料，用碳分子篩作吸附劑，利用碳分子篩對空氣中的氧和氮選擇吸附的特性，運用變壓吸附原理(加壓吸附，減壓解吸并使分子篩再生)而在常溫使氧和氮分離制取氮氣。
變壓吸附制氮與深冷空分制氮相比，具有顯著的特點:吸附分離是在常溫下進行，工藝簡單，設備緊湊，占地面積小，開停方便，啟動迅速，產氣快(一般在30min左右)，能耗小，運行成本低，自動化程度高，操作維護方便，撬裝方便，無須專門基礎，產品氮純度可在范圍內調節(jié)，產氮量≤2000Nm/h。但到目前為止，除美國空氣用品公司用PSA制氮技術，無須后級純化能工業(yè)化生產純度≥99.999%的高純氮外(進口價格很高)，國內外同行一般用PSA制氮技術只能制取氮氣純度為99.9%的普氮(即O2≤0.1%)，個別企業(yè)可制取99.99%的純氮(O2≤0.01%)，純度更高從PSA制氮技術上是可能的，但制作成本太高，用戶也很難接受，所以用非低溫制氮技術制取高純氮還加后級純化裝置。

眾所周知，杭州安研擁有當前市場上zui廣泛的氮氣發(fā)生器種類，同時，我們不斷地研發(fā)出新的產品滿足日新月異的氮氣的需求，來給新的應用設備供氣。我們不僅僅有市面上種類zui多的氮氣發(fā)生器來滿足液質聯(lián)用儀的用氣需求，你實驗室里幾乎是所有需要用氣的設備，都可以讓我們的氣體發(fā)生器來供氣。為什么我們的氣體發(fā)生器能夠覆蓋您的實驗室里大部分應用設備？因為，我們二十年如一日，專注于實驗室里氣體發(fā)生器的研發(fā)和生產，專心于給您提供穩(wěn)定可靠的實驗室氣源。

另外一個廣為人知的事實就是：我們所采用的氣體分離技術成熟可靠。在我們的氮氣發(fā)生器上，我們用膜分離技術和變壓吸附技術來生產氮氣，如果我們的顧客對某一種技術青睞有加，我們可以根據(jù)客戶的喜好來推薦合適的型號。但是，對于某些特定的應用設備，使用其中的一種分離技術比另一種更有優(yōu)勢。

膜分離技術

讓壓縮空氣通過中空纖維膜，當空氣通過膜的時候，空氣中的氧氣，二氧化碳，一氧化碳和水蒸汽 會通過中空纖維膜管道上的小孔，進而排到大氣中去。在膜的出口，大尺寸的氮氣分子和惰性氣體氬氣都收集起來，輸送到應用設備。這種氮氣分離提取技術簡單有效，無需任何移動部件。分離提取出來的氮氣*高純度能達到99.5%，不含任何雜質。

變壓吸附技術是通過固體介質來分離氣體混合物中的單一組分，用變壓吸附技術來分離空氣中的氮氣，所需的固體介質是碳分子篩，碳分子篩對空氣中的氧氣選擇性吸附，從而在加壓的情況下分離了空氣中的氮氣和氧氣。

碳分子篩其實就是多孔疏松的棒狀碳顆粒，當對填充滿了碳分子篩顆粒的氮氣純化密封柱中充入壓縮空氣（主要成分是氮氣，氧氣和惰性氣體氬氣和少量水汽）時，碳分子篩會吸附水汽，氧氣，但是，氮氣不會被吸附。這主要是因為氮氣和氧氣的分子尺寸不一樣，碳分子篩顆粒上的小孔能讓分子尺寸小的氧氣進入，卻不能讓氮氣進入，因為氮氣的分子尺寸大于氧氣；從而，氮氣和氧氣被分離開了。

變壓吸附這一過程包含兩個步驟和階段：

1.吸附階段，壓縮空氣中氧氣，水汽，二氧化碳被碳分子篩柱子吸附，氮氣被收集起和儲藏起來。

2.重生階段，將碳分子篩柱的壓力釋放到大氣中去，吸附了氧氣，二氧化碳，水汽的碳分子篩顆粒釋放掉吸附的氧氣，二氧化碳和水汽，從而為下一次吸附做好準備。

變壓吸附這一個過程需要維持一個穩(wěn)定的溫度，這個溫度通常情況下和實驗室的環(huán)境溫度接近（20-25℃）。變壓吸附技術生產出來的氮氣，純度*高能達到99.999%，純度越高，生產過程中需要消耗的空氣就越多。

變壓吸附技術和膜分離技術來生產氮氣，各有利弊。具體使用哪種方法來生產氮氣要取決于應用和流速要求。在市面上，某些人說氮氣膜和碳分子篩是消耗品，需要定期更換，這是不對的。如果用戶的除油和除水過濾器效果不佳，碳分子篩和氮氣膜的分離效果會隨著使用年限的增加而慢慢失效。

PSA變壓吸附制氮。

利用氮氣與其它氣體分子在分子篩中的吸附能力差異，形成濃度差異的積累，在分子篩柱末端產出高純度氮氣。同時利用兩根分子篩柱，一根吸附的同時引出一部分產品氣為另一根解析，實現(xiàn)分子篩在線再生，整體表現(xiàn)即為儀器持續(xù)輸出高純氮氣。這類發(fā)生器可根據(jù)需要，調節(jié)氮氣的純度和流量，可生產99.999%的氮氣產品，流量可從幾百毫升到幾十升到幾立方每分鐘，純度大小配置靈活，可根據(jù)每個需求具體定制，我公司生產的型號末端帶P的即為此類產品，如MNN-5LP。PSA變壓吸附技術在工業(yè)中應用很廣泛，已發(fā)展幾十年，是很成熟的技術。技術難點主要是分子篩柱填裝技術，分子篩填裝不好，會造成分子篩在氣體高低壓頻繁變化中互相摩擦碰撞粉化，微孔數(shù)量減少，分子篩性能急劇降低。

5月中旬，甘肅地區(qū)的經銷商姚經理找到我們，姚經理目前有個客戶需要一臺氮氣發(fā)生器，銷售在和客戶溝通過程中了解到用戶那邊對于氮氣純度要求不高，產氣量也不用太大，所以給用戶推薦了我們的膜分離氮氣發(fā)生器，膜分離的制氮方式目前已趨于主流，純度可以做到99%、99.9%、99.99%甚至99.999%，幾乎涵蓋了所有實驗氮氣純度需求，而且采用懸空隔音系統(tǒng)，噪音得到有效控制，更令人驚喜的是，這款氮氣發(fā)生器不需要更換耗材，正常使用下可以做到六七年不用更換，姚經理說用戶對于我們產品參數(shù)很滿意，但是希望貨期可以短一些，用戶目前急需使用，銷售解釋到：小流量的氮氣發(fā)生器都是有現(xiàn)貨的，基本上當天定下來后，我們就會安排進行設備測試，確保每一臺設備到達客戶手里都是可以直接使用的，第二天就可以正常發(fā)出。后續(xù)跟用戶溝通也很順利，在設備發(fā)出后，銷售很快把單號發(fā)給了姚經理，目前設備已完成交付，用戶那邊使用一切正常，感謝姚經理和用戶對安研的信任！

 現(xiàn)今工業(yè)發(fā)展中，有許多行業(yè)已經開始使用氮氣來生產或輔助生產產品，應用之廣，對此我們有必要了解變壓吸附制氮機產生的原理。
    變壓吸附制氮機是一種新型氣體吸附分離技術。產品純度高，可在室溫和不高的壓力下工作，節(jié)能經濟，設備簡單，操作，維護簡便，連續(xù)循環(huán)操作，可達到自動化。變壓吸附制氮機是按變壓吸附技術設計、制造的氮氣發(fā)生設備。通常使用兩吸附塔并聯(lián)，由全自動控制系統(tǒng)按特定可編程序嚴格控制時序，交替進行加壓吸附和解壓再生，完成氮氧分離，獲得所需高純度的氮氣。變壓吸附制氮機的特點風華獨到的分子篩裝填技術和的總體設計，在制氮濃度和產氣量相同時耗電量省，運行成本低。采用目前國際性能好的分子篩，結合獨特的氣體分布技術和特定的工藝流程，使分子篩發(fā)揮大能效，使氮氣回收率佳主要是基于碳分子篩對氧和氮的吸附速率不同，碳分子篩優(yōu)先吸附氧，而氮大部分富集于不吸附相中。碳分子篩本身具有加壓時對氧的吸附容量增加，減壓時對氧的吸附量減少的特性。利用這種變壓吸附的特性，實現(xiàn)氧氣和氮氣的分離，得到我們所需要的氣體組分。由于吸附劑有的吸附容量，當吸附飽和時就需要再生，所以單吸附床的吸附是間歇式的，為保證連續(xù)供氣，采用雙吸附塔并聯(lián)交替進行吸附，一塔工作一塔再生，連續(xù)產生氮氣。
    氮氣在自然界中分布很廣，是空氣的主要成份，主要以單質分子氮的形式存在于大氣之中，在干燥的空氣之中，N2的體積占空氣的78.03%，因此，空氣是制取氮氣的大原料庫，它取之不盡，用之不竭。
    變壓吸附制氧機由兩只或多只吸附塔組成，由計算機控制分別工作于充壓、吸附、再生、沖洗等過程，實現(xiàn)連續(xù)供氣。
    設備包括：壓縮空氣源及凈化系統(tǒng)，變壓吸附氧氮分離組件，貯存供氣系統(tǒng)，自控系統(tǒng)。 
    應用：本裝置能耗小、操作簡單、設備投資省。在石化、輕工、冶金、環(huán)保、建材、水產養(yǎng)殖、生物技術、醫(yī)藥醫(yī)療等領域得到廣泛的應用。

　1.PSA變壓吸附制氮機的核心部件是碳分子篩，應用碳分子篩對于工作環(huán)境的要求是嚴苛的，像是空壓機壓縮空氣的油、水、雜質在過濾的時候要保證潔凈，而且凈化系統(tǒng)的排污情況要定期做好檢查，定期更換過濾干燥耗材，以免錯過佳的保養(yǎng)期。制氮機碳分子篩里面要是進水進油，是會導致制氮機碳分子提前進入更換，這樣的話是會增加設備使用成本。
　　2.制氮機壓緊裝置是有區(qū)別的，現(xiàn)有氣缸壓緊，彈簧壓緊，氣囊壓緊，雖說能夠實時監(jiān)控，可要是沒有及時添加式會造成碳分子粉碎性損壞，這就會造成制氮機噴粉冒黑煙，這個時候是需要把整個系統(tǒng)更換碳分子篩。這個時候可以正常添加碳分子篩，更是會出現(xiàn)碳分子篩不停地噴出的現(xiàn)象，不然的話后果是會變得越來越嚴重，更是會讓整個氮氣管道系統(tǒng)里面都會留有制氮機碳分子篩粉末。
　　3.要是制氮機系統(tǒng)結構有所損壞的話，往往是會讓管道脫焊等讓制氮機碳分子缺失，這個時候要對制氮機吸附塔結構氣密性進行檢測，然后找到脫焊的位置，其主要的一個目的是為了把全新碳分子篩更換。
　　PSA變壓吸附制氮機碳分子篩更換時間是看制氮機出口氮氣實際氮氣的純度來決定，不管是什么故障都是會對制氮機氮氣有著直接的影響。

PSA系列制氮機使用說明書
目錄
用途及使用范圍
主要技術參數(shù)及規(guī)格
三、工作原理及結構
四、設備安裝與使用
五、設備正常開車步驟
六、設備正常停車步驟
七、設備故障緊急停車步驟
八、設備正常運行狀態(tài)描述
九、操作注意事項
十、設備常見故障及處理
十一、產品擔保條款
附件2:技術資料清單
附件3:用戶選擇空氣壓縮機參數(shù)參考
附件4:制氮機工藝流程示意圖附件 5: PLC接線及氣動閥與電磁閥對應圖
附件6:系統(tǒng)日常工作記錄表
附件7:系統(tǒng)維護記錄表十二、服務部分十三、附件部分附件1: PSA系列制氮氣設備明細表
一、用途及使用范圍
氮氣廣泛用于石油、化工、食品、電子、冶金、醫(yī)藥等行業(yè)?？辗种频O備可提供這些行業(yè)各種設備所需的氮氣。如金屬燒結、激光打孔的保護性氣體、石油及化工管道設備的清洗及氣體置換、食品工業(yè)中的氣調保鮮及充氮包裝、電子行業(yè)生產半導體器件的氮氣份保護、醫(yī)藥行業(yè)的針劑充氮及其他需要氮氣的部門。
PSA系列空分制氮設備所生產的普通氮氣，可作為各個行業(yè)的保護性氣體。
A PSA系列空分制氨機主要規(guī)格及技術參數(shù)如下:
主要規(guī)格及參數(shù)
主要技術參數(shù)
注:氮氣產量一立方米/小時
三、工作原理及結構
空分制氮設備是采用變壓吸附原理,利用碳分子篩從空氣中提取氮氣的裝置。
變壓吸附制氮機的吸附罐，在壓力高時，碳分子篩吸附空氣中的氧，而不易被吸附的氮氣成為產品;在壓力低時，氧從碳分子篩中脫附出來。利用壓力的變化，就能有效地從空氣中分離出所需要的氮氣。
變壓吸附制氮裝置的主要特點: 1. 設備簡單，體積小,制氮成本低。
2.操作方便,采用自動程序控制,操作、維護費用低。
本設備制成二塔結構，采用常壓解吸流程?？辗种频O備的產氣量與純度成反比。產氣量大時,氮體的純度降低;反之，減小氣量使氮氣的純度上升。用戶可根據(jù)需要選擇合適的氮氣產氣量和氮氣純度。
本設備的控制系統(tǒng)采用PLC程序控制器控制閥門動作。制氮機制氮氣基本工藝流程示意圖見附圖1、附圖2
附圖2
空氣經空壓機壓縮后，經過干燥、除塵后，經過左吸進氣閥進入左吸附罐，罐壓力升高，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，未被吸附的氮氣穿過吸附床，經過左吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為左吸。持續(xù)時間為58秒。
左吸過程結束后，左吸附罐與右吸附罐通過上下均壓閥連通，使左右吸附罐壓力達到均衡，這個過程稱之為均壓，持續(xù)時間為2秒。
均壓結束后，壓縮空氣經過右吸進氣閥進入右吸附罐，壓縮空氣中的氧分子被碳分子篩吸附，富集的氮氣經過右吸出氣閥、氮氣產氣閥進入氮氣儲罐，這個過程稱之為右吸。持續(xù)時間為58秒。
同時，左吸附罐中碳分子篩吸附的氧氣通過左排4氣閥降壓釋放回大氣當中，此過程稱之為解吸。反之， 左吸附罐吸附時，右吸附罐同時也在解吸。為使分子篩中降壓釋放出的氧氣排放到大氣中，氮氣通過-一個常開的反吹閥吹掃正在解吸的吸附罐，把罐內的氧氣吹出吸附罐。這個過程稱之為反吹。它與解吸是同時進行的。右吸結束后，進入均壓過程，再切換到左吸過程，一直循環(huán)進行下去。
制氮機的工作流程是由可編程控制器控制三個先導電磁閥，再由電磁閥分別控制八個氣動管道閥的開、閉來完成的。三個先導電磁閥分別控制左吸、均壓、右排狀態(tài)。左吸、均壓、右排的時間流程已經存儲在可編程控制器中。
當流程處于左吸狀態(tài)時，控制左吸的電磁閥通電，先導氣接通左吸進氣閥、左吸產氣閥、右排氣閥，使得這三個閥門打開，完成左吸過程，同時右吸附罐解吸。
當流程處于均壓狀態(tài)時，控制均壓的電磁閥通電，其它閥關閉;先導氣接通上均壓閥、下均壓閥， 使得這兩個閥門打開，完成均壓過程。
當流程處于右吸狀態(tài)時，控制右吸的電磁閥通電，先導氣接通右吸進氣閥、右吸產氣閥、左排氣閥， 使得這三個閥門打開，完成右吸過程，同時左吸附罐解吸。
每段流程中，除應打開的閥門外，其它閥門都應處于關閉狀態(tài)。
四、設備安裝與使用
1.空分制氮設備應置于水泥平面基礎上。
2.管線應嚴格按照流程連接,如附圖2
五、設備正常開車步驟
1、打開冷干機電源，預冷3-5分鐘;
2、空壓機開啟，壓縮空氣經冷干機和過濾器處理后進入空氣儲罐(用戶可自配)，各壓力表指示逐漸上升;
3、當吸附罐的壓力達到0.6MPa時，打開控制柜上的電源開關，即可進入正常的工作狀態(tài);
4、待氮氣儲氣罐壓力達到0.6MPa后，然后緩慢打開放空閥，這時可觀察到流量計浮子上升，調整氮氣流量為用戶要求流量，通過氮分析儀顯示，純度達到用戶要求的純度后，關閉放空閥，打開通往后級用氣設備的閥門,產品氮氣即可使用。說明:如果有外接儲氣罐，當儲氣罐壓力為0.6MPa時:
額定流量與實際標態(tài)下的流量關系為:
(簡化式)
QN-標態(tài)下額定流量
QS-流量計示值流量
PS-外接氮氣儲氣罐壓力
(表壓)
例: QN= 10 Nm3/h
PS = 0.6MPaX9.8
通過計算得出QS~4Nm3/h，此為制氮機在工作狀態(tài)下，儲氣罐壓力為0.6MPa時流量計的示值。
氮氣額定流量為20 Nm3/h,儲氣罐壓力為0.6MPa時，流量計指示應為8Nm3/h。
六、設備正常停車步驟
1、關閉制氮機電源開關; 2、 關閉氮氣供氣閥門; .
七、設備故障緊急停車步驟
1、關閉制氮機電源開關;
2、關閉流量計下游閥門;
3、關閉空壓機、冷干機的電源開關;
4、關閉氮氣供氣閥門;
八、設備正常運行狀態(tài)描述
1、電源指示燈亮，左吸、均壓、右吸指示燈循環(huán)發(fā)亮指示制氮流程;
2、左吸指示燈亮時，左吸附罐壓力由均壓時平衡壓力逐漸升至高，同時右吸附罐壓
力由均壓時平衡壓力逐漸降為零;
3、均壓指示燈亮時，左右吸附罐壓力將一升、- -降逐漸達到兩者平衡;
4、右吸指示燈亮時，右吸附罐壓力由均壓時平衡壓力逐漸升至高，同時左吸附罐壓
力由均壓時平衡壓力逐漸降為零;
5、氮氣出口壓力指示為正常用氣壓力，使用時壓力會有稍微波動，但變化不應過大;
6、流量計流量指示應基本穩(wěn)定，波動不應過大，流量計的示值應不大于制氮設備的額
定產氣量;
7、氮分析儀示值應不小于制氮設備的額定純度，也許會有少許波動，但不應波動過大。
九、操作注意事項
1、根據(jù)用氣壓力和用氣量調節(jié)流量計后的產氮閥，不要隨意調大流量，以保證設備的
正常運轉;
2、氮氣產氣閥開度不宜過大，以保證純度達到佳;
3、氮分析儀流量計應調節(jié)到0.5L/h刻度;
4、調試人員調節(jié)好的閥門不要隨意轉動，以免影響純度;
5、不要隨意動控制柜內的電器件，不要隨意拆動氣動管道閥門;
6、操作人員要定時察看制氮機上的壓力表，對其壓力變化作一個日常記錄以備設備故
障分析;
7、定期觀察出口壓力、流量計指示及氮氣純度，與要求值對照，發(fā)現(xiàn)問題及時解決;
8、按照空壓機、冷干機、過濾器的技術要求保養(yǎng)和維護，以保證空氣品質(氣源
無油)?？諌簷C、冷干機每年至少維修一次， 按照設備維護、保養(yǎng)規(guī)定更換易損件，并進行保養(yǎng)。
9、空分制氮設備在工作過程中,碳分子篩有--定磨損,每年應檢察補填分子篩一次。
10、完整填寫日常記錄表。