へんあつきゅうちゃくせいちっそき圧縮空気を原料とし、炭素分子篩による窒素、酸素の選択的吸着特性を利用し、加圧吸着、減圧脱着の循環過程を通じて窒素酸素分離を実現し、そのプロセスフローは以下の核心環節に分けることができる:
一、原料ガス前処理
あっしゅくくうきせいぞう
空気は空圧機を介して0.6−0.8 MPaに圧縮され、高圧ガス原料を形成する。
ただんじょうか
冷却除水:圧縮空気は空気貯蔵タンクに入って自然冷却し、液体水を析出し、定期的に排出する。
凍結乾燥:冷乾燥機により空気露点を2〜10℃に下げ、大部分の水蒸気を除去する。
精密ろ過:3級ろ過器(粗ろ過、精ろ過、活性炭ろ過)を経て油分、塵埃及び微小粒子を除去し、窒素製造装置に入る空気含油量≦0.001 PPm、塵埃粒径≦0.01μmを確保する。
二、へんあつきゅうちゃくせいちっそき変圧吸着コアフロー
二重塔並列構造(A塔、B塔)を採用し、PLC制御バルブの自動切替を通じて、連続ガス生産を実現する:
きゅうちゃくだんかい
A塔の動作:圧縮空気はA塔の底部から入り、炭素分子ふるいは酸素分子(Oガリウム)、水蒸気(HガリウムO)及び少量の二酸化炭素(COガリウム)を優先的に吸着し、窒素(Nガリウム)は拡散速度が遅いため、気相中で濃縮して頂部から流出し、窒素バッファタンクに入る。
吸着時間:単塔吸着周期は通常40〜60秒であり、具体的には原料ガスの品質及び窒素ガスの純度要求に依存する。
きんあつきかい
圧力平衡:A塔吸着飽和前に、A、B塔間均圧弁を開き、A塔内の高圧窒素ガスをB塔に導入し(脱着が完了したばかり)、両塔の圧力を迅速に平衡させる(約2-3秒)。
効率向上:均圧は一部の高圧ガスエネルギーを回収でき、圧縮空気の消費を減少させ、同時にB塔の直接加圧によるモレキュラーシーブへの衝撃を回避する。
脱着再生段階
A塔脱着:A塔吸気弁を閉じ、排気弁を開き、塔内圧力は急速に常圧に低下し、吸着されたO₂、H₂Oなどのガスは脱着し、排出される。
B塔吸着準備:脱着完了後、B塔は均圧により作動圧力に上昇し、すぐに吸着段階に入り、循環を形成した。
パージ再生(オプション)
深さ再生:モレキュラーシーブ孔中の残留不純物を徹底的に除去するために、窒素バッファタンクから少量の合格窒素ガス(約5%-10%ガス発生量)を導入し、脱着塔を逆流パージし、不純物含有量をさらに低減する。
三、窒素ガス後処理と出力
純度検出と制御
窒素ガスバッファタンク内のガスは窒素ガス分析器を通じてリアルタイムに純度を測定し、純度が基準(通常≧95%、99.999%に調整可能)に達したら、製品バルブが開き、窒素ガスがタンクに入る、基準を満たさなければ、放出弁が開き、純度が回復するまでガスが排出される。
流量と圧力調整
出口減圧弁、流量計を通じて窒素ガスの出力圧力(0.1-0.7 MPa調整可能)及び流量(3-3000 Nm³/h)を調整し、異なるユーザーの需要を満たす。
あんぜんほご
設備には安全弁(開放圧力は作動圧力の1.1-1.15倍)、圧力センサー及び警報システムを備え、吸着塔の圧力をリアルタイムで監視し、超圧運転を防止する。