氮氣純化系統(tǒng)的工作原理

    氮氣純化系統(tǒng)
為了適應一些工藝過程對高純氮氣的要求，西梅卡提供粗氮純化方式以滿足客戶需求，包含加氫純化和碳載純化兩種，均具有節(jié)省投資和運行經(jīng)濟的特點。

加氫純化（H2 Deoxo）

經(jīng)變壓吸附（PSA）或膜系統(tǒng)制得的原料氮氣與少量氫混合后，在一填裝有金屬鈀催化劑的反應器中殘氧與氫反應生成水蒸氣，隨后經(jīng)一后冷卻器使大部分水蒸氣冷凝下來，并經(jīng)過高效水分離器除去冷凝水，吸附式干燥器可使產(chǎn)品氣露點達到-70℃以下。產(chǎn)品氣純度通過分析儀連續(xù)進行在線監(jiān)測。

其化學方程式為:　2H2+O2 = 2H2O+熱

為了確保氧被完全脫除，實際的H2與O2比率略高于理論值，若進口原料氮氣中氧含量高于1.5vol%，可采用多級處理系統(tǒng)。精制后氮氣純度可達99.9999%。
加氫精制N2裝置由混合器、催化反應器、后冷卻器、旋風分離器、過濾器或吸附式干燥器、氧分析儀、流量計以及產(chǎn)品氮氣緩沖罐組成。

加氫純化工藝流程圖

加氫純化系統(tǒng)特別適合于氮/氫氣氛的熱處理行業(yè)。

碳載純化（C Deoxo）

對于氫氣比較敏感，或氫氣源有困難的工藝過程，可以使用碳載脫氧。原料氮氣與過量的碳精在高溫條件下，反應生成CO2，再經(jīng)過脫碳氧化合物的吸附塔，可以得到99.999%的高純氮氣。

化學反應方程式： C+O2 = CO2 + 熱

碳載純化N2裝置由：加熱器、反應塔、水冷卻器、CO2脫去吸附塔、氧分儀、流量計，及產(chǎn)品氮氣緩沖罐組成。　

為了減少碳纖維的更換頻率，提高設(shè)備的利用率并減少更換碳纖維的繁瑣工作，目前一般推薦粗氮純度為99.9%，在此純度條件下可以兼顧空壓機功率消耗和碳纖維的消耗的平衡。

碳載純化工藝流程圖