氮氣發生器利用氮氣與分子篩中其他氣體分子的吸附能力差異,形成濃度差的積累,在分子篩柱末端產生高純氮氣。然后使用兩個分子篩柱,其中一個為另一個吸收和導出部分產品氣,從而實現分子篩的在線再生??傮w表現為儀器持續輸出高純氮氣。原理是以空氣為原料,經壓縮凈化后,進入空氣緩沖罐緩沖上游壓力變化引起的波動,自下而上流經裝有CMS的吸附塔,期間氧分子吸附在CMS表面,氮氣從吸附塔上端流出,進入氮氣緩沖罐。一段時間后, 吸附塔中的CMS被吸附的氧飽和,需要再生,這是通過停止吸附步驟和降低吸附塔的壓力來實現的。兩個吸附塔交替吸附和再生。
該儀器采用進口碳分子篩作為吸附劑,在常溫下利用變壓吸附原理分離空氣制取高純氮氣。通常兩個吸附塔并聯,由進口PLC控制進口氣動閥自動運行,交替進行加壓吸附和減壓再生,完成氮氧分離,獲得所需的高純氮氣。
氮氣純度不達標時,可以先考慮以下問題。
1.分子篩的性能。分子篩是氮氣發生器的核心部件,其性能與氮氣的純度密切相關。同時,需要根據實際氮氣流量和純度計算出合適的分子篩裝填量。操作不當可能導致碳分子篩粉化,是碳分子篩松動,壓力松動造成的。在儀器的生產和組裝過程中,由于粗心大意,沒有將碳分子篩壓緊,碳分子被洗成粉末,從氮氣出口或消聲器出口排出。有些壓緊裝置是用氣缸壓緊的,氣缸的下限報警說明碳分子篩沒有及時加入, 導致碳分子粉碎。儀器使用過程中振動或設備移動引起的吸附塔結構故障,如吸附塔管道脫焊、碳分子外流、碳分子篩松動粉化等。
2.氣體原料的質量。氣體被壓縮后會進入空氣緩沖罐,所以如果壓縮空氣中含有水蒸氣和油霧,這些會堵塞分子篩的微孔,嚴重影響分離效果和CMS的使用壽命。因此,獲得高純度的氮氣和保證高質量的空氣是非常重要的,濾芯需要定期檢查或更換。
3.吸附塔的工作時間和工作周期長,即閥門的切換時間間隔長,有利于降低儀表能耗,節約空氣原料,但純度也會受到周期長的影響,分子篩會飽和。