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了解完制氮机的原理，所有故障一看就懂

时间：2026-07-30浏览数：265

氮气作为空气中含量丰富的气体，取之不竭，用之不尽。它无色、无味，透明，属于亚惰性气体，不维持生命。高纯氮气常作为保护性气体，用于隔绝氧气或空气的场所。氮气（N2）在空气中的含量为78.084%。
制氮机是指以空气为原料，利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。制氮机以碳分子筛为吸附剂，采用常温下变压吸附原理分离空气制取高纯度的氮气。通常使用两吸附塔并联，由PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯的氮气，我厂使用的是PSA碳分子筛变压吸附法
PSA变压吸附制氮原理：碳分子可以同时吸附空气中的氧和氮，其吸附量也随着压力的升高而升高。而且碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约1分钟就达到90%以上；而此时氮的吸附量仅有5%左右，所以此时吸附的大体上都是氧气，而剩下的大体上都是氮气。这样，如果将吸附时间控制在1分钟以内的话，就可以将氧和氮初步分离开来，也就是说，吸附和解吸是靠压力差来实现的，压力升高时吸附，压力下降时解吸，使碳分子筛从获新生。而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差，通过控制吸附时间来实现的，将时间控制得很短，氧已充分吸附，而氮还未来得及吸附，就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化，也要将时间控制在1分钟以内。变压吸附制氮正是利用碳分子筛的选择吸附特性，采用加压吸附，减压解吸的循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔来实现空气分离，从而连续产出高纯度的产品氮气。
PSA制氮基本工艺流程：空气经空压机压缩后，经过除尘、过滤、干燥后，进入空气储罐，经过空气进气阀、A吸进气阀进入A吸附塔，塔压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床，经过A吸出气阀进入氮气储罐，这个过程称之为A吸，持续时间为几十秒。同时B吸附塔中碳分子筛吸附的氧气通过B排气阀降压释放回大气当中，此过程称之为B解吸。
A吸过程结束后，A吸附塔与B吸附塔通过上、下均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程称之为均压，持续时间为2~3秒。均压结束后，压缩空气经过B吸进气阀进入B吸附塔，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，富集的氮气经过B出气阀进入氮气储罐，这个过程称之为B吸，持续时间为几十秒,A塔同时也在解吸。
为使分子筛中降压释放出的氧气排放到大气中，氮气通过一个常开的反吹阀吹扫正在解吸的吸附塔，把塔内的氧气吹出吸附塔。这个过程称之为反吹，它与解吸是同时进行的。
我厂的制氮机的工作流程是由西门子S7-200进行编程控制器的，先控制电磁阀，再由电磁阀分别控制A、B两塔八个气动管道阀的开关。电磁阀时间流程已经存储在可编程控制器中。
在我厂制氮机的多年运行过程中，主要出现的问题是产气压力低，含氧量高。压力低的原因主要有1.来气压力低，自然产气压力就不够。2、现场用气量大，产生的气不够使用，压力自然就上不去。3.来气管道上的滤芯及阀门故障堵塞，气流量变小，制氮量远远小于用气量，导致系统压力低。4.用气管网发生泄漏，使压力变低。5、制氮机阀门电路控制异常或机械卡死。
制氮机的纯度一般要求99.9%以上，如果含氧量高就会影响生产，其主要原因有：根据原理主要有以下方面1.原压缩空气压力低，导致变压吸附效果差，除氧效果不好；2.左右两塔的控制先导电磁阀或气动阀门发生了故障，如有的阀门开启关闭时间有延迟，或卡死不动作。就会出现串气现象，也会导致二塔动作紊乱，制氮效果差，含氧量高3.控制要合理的用气量，超流量用气，也会导致制氮效果差。4.长时间未更换碳分子筛，及滤芯，也会导致含氧量高。5、控制电路故障引起电磁阀故障，开关不到位，是造成含氧量故障的重要原因。
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