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井下移動式制氮機培訓(xùn)資料 溫州瑞氣空分設(shè)備有限公司客服部 空氣的組分 干澡空氣中 氮氣N2體積是空氣的78 03 氧氣O2為20 93 氬氣Ar為0 932 二氧化碳CO2為0 03 氮氣的性質(zhì) 氮是空氣的主要成份 單質(zhì)氮N2 在常溫常壓下 N2是無色 無味 無毒 不燃 不爆氣體 使用上很安全 在標(biāo)態(tài)下的氣體密度是1 25克 升 熔點為 200 C 沸點 196 C 液態(tài)氮是一種低溫制冷劑 氮在工業(yè)上的制取方法 低溫精餾法 深冷法 變壓吸附法薄膜滲透法化學(xué)吸收法 制氮機原理 如果溫度不變 在加壓的情況下吸附 用減壓 抽真空 或常壓解吸附方法 稱為變壓吸附 任何一種吸附劑對于同一種被吸附氣體 吸附質(zhì) 來說 在吸附平衡情況下 溫度越低 壓力越高 吸附量就越大 反之 溫度越高 壓力越低 則吸附量越小 因此 氣體吸附分離通常采用變溫吸附和變壓吸附兩種循環(huán)過程 制氮機原理 變壓吸附制氮機設(shè)備是采用碳分子篩為吸附劑 利用變壓吸附的原理來獲取氮氣的設(shè)備 在一定壓力下 利用空氣中氧 氮分子在碳分子篩表面的吸附量差異 既碳分子篩對氧的吸附速率遠大于氮 通過PLC可編程控制器控制氣動閥的開啟和關(guān)閉達到A B兩組吸附塔交替循環(huán) 加壓吸附 減壓脫附的過程來完成氧氮分離 從而得到所需的氮氣純度和氮氣流量 影響變壓吸附的因素 吸附劑的選擇變壓吸附的工藝流程溫度和壓力PSA循環(huán)周期 分子篩 碳分子篩是一種由微晶碳素體所組成的多孔性物質(zhì) 顆粒的微孔孔徑大小對碳分子篩的吸附性能和分離效果有著較大的影響 孔徑過大 N2的擴散變得自由 擴散速度出較快 N2同樣可以在固相中迅速富集 這種 O2的擴散受到抑制 不能自由地進入碳分子篩微孔 很明顯 這種情況是不利于氧氮分離 所以為了使碳分子篩具有良好的分離效果 將其孔徑控制在3A左右 使大量的O2被碳分子篩優(yōu)先選擇吸附 從而提高產(chǎn)品氮氣的純度 制氮機適用條件 大氣壓力 85 106Kpa環(huán)境溫度 5 40 相對濕度 90 無積水 無滴水場合 使用地點 煤礦井下主要進風(fēng)大巷或采區(qū)進風(fēng)巷 甲烷濃度不得大于1 通風(fēng)量足夠 無大量粉塵的場合 設(shè)備構(gòu)成 氣源車凈化車制氮車緩沖車電氣控制部分 氣源車 一般采用隔爆型礦用微油螺桿壓縮機組成現(xiàn)瑞氣公司一般采用的供應(yīng)商有 上海復(fù)盛 中山艾能 英格索蘭品牌 凈化車 水冷卻器 風(fēng)冷空壓機時配置 除油凈化器粗過濾器精過濾器超精過濾器活性碳除油器BXD 660 0 3電控箱和工具箱等組成 空壓機提供的壓縮空氣主流氣首先進入除油凈化器除去大部份水和油 殘余含油量小于1PPm 再經(jīng)精過濾器 濾除直徑大于1 m的固體顆粒和水滴及油滴 殘余含油量小于0 1PPm 然后經(jīng)超精過濾器和活性炭過濾器過濾處理 殘余含油量可達0 01PPm 接著進入活性炭除油器 通過除油器內(nèi)的活性炭除去壓縮空氣中的殘余油分 殘余含油量可達0 003PPm 經(jīng)過這幾個環(huán)節(jié) 得到潔凈的壓縮空氣 制氮車 由吸附塔 內(nèi)裝進口碳分子篩 每只吸附塔頂部各設(shè)置兩只氣囊 及十只 或八只 管道式氣動閥和十只防爆電磁閥組成 吸附塔工作狀態(tài) 共八個 均壓 同步 A組吸附 排空閥提前關(guān)閉 均壓 同步 B組吸附 排空閥提前關(guān)閉 潔凈的壓縮空氣進入制氮系統(tǒng) 分為三路 第一路 經(jīng)節(jié)流閥LV1進入氧氮分離系統(tǒng) 第二路 經(jīng)球閥BV10 氣源三聯(lián)件 QL 1 TV1 L 1 輸入氣體 為礦用澆封型電磁閥DV1 DV10控制管道式氣動閥QV1 QV10的開和關(guān)提供動力源 第三路 經(jīng)球閥BV9 空氣過濾器QL 2 針形閥LV2 LV9和單向閥ZV1 ZV8進入吸附塔內(nèi)的氣囊充氣壓緊碳分子篩 防止碳分子篩下沉而引起溝流現(xiàn)象和碳分子篩粉化現(xiàn)象的發(fā)生 確保整制氮裝置正常工作 為了提高氮氣回收率 在吸附和解吸過程之間有一個短時間的均壓過程 即通過開啟管道氣動閥兩組吸附塔壓力均衡 均壓作用 流入解吸塔的富氧氣體含氧量很低 使該塔內(nèi)的分子篩不致產(chǎn)生嚴(yán)重的吸氧預(yù)負(fù)載 從而提高產(chǎn)品氮氣純度 均壓后的吸附塔可在均壓甚而上升壓 大約再升高一半的壓力便可進行正常運行狀態(tài) 從而減少了能源消耗 壓縮空氣 塔內(nèi)的壓力沖擊得到緩和 減少了分子篩的粉化 可延長其使用壽命 氣囊 氣囊是臥式制氮機的關(guān)鍵部件 它的作用是 氣囊在原始狀態(tài)下占用吸附塔的最少空間 而在充壓條件下 一旦分子篩發(fā)生下沉 氣囊能在瞬間發(fā)生體積變化 填充分子篩下沉所形成的空間 從而始終保證分子篩處于壓緊狀態(tài) 解決了因分子篩下沉而引起的溝流現(xiàn)象 確保制氮車生產(chǎn)氮量與純度的穩(wěn)定性 每只吸附塔內(nèi)裝有兩條氣囊 各自單獨進氣 氣囊的組成及使用 氣囊 由高壓帶 堵頭及氣嘴等組成 使用 當(dāng)壓縮機起動后 待壓力升到0 7 0 8Mpa時 打開球閥BV6向吸附塔內(nèi)的各個氣囊充氣 在制氮機運行期間 當(dāng)吸附塔處于吸附產(chǎn)氮時 氣囊的壓力將上升 吸附塔處于解吸再生時 氣囊的壓力將降低 氣源壓力值 均屬正常情況 氣囊的維護 每次下井前 應(yīng)對氣囊進行氣密性檢查 氣囊保壓30分鐘壓力下降不大于0 025Mpa屬正常 制氮車在下井和上井時 吸附塔頂上的卡套接頭嚴(yán)禁與其它任何物體發(fā)生碰撞 以免損壞接頭 影響氣囊的氣密性 造成氣囊漏氣 制氮機在運行中 發(fā)現(xiàn)氣囊壓力明顯下降 應(yīng)對卡套接頭 針型閥 單向閥等處的接頭進行檢漏 并進行處理 制氮機在運行中 發(fā)現(xiàn)氣囊壓力下降很快 應(yīng)對氣囊的各接頭進行檢漏 若正常則可能是氣囊已損壞存在漏氣現(xiàn)象 如該氣囊所在的吸附塔的另一條還正常 只需將氣囊的進氣針型閥關(guān)閉即可 在產(chǎn)氮量與純度下降的情況下 應(yīng)更換氣囊和添加分子篩 測定氣囊膨脹體積的方法是 用已知容積的高壓氮氣瓶 向氣囊充氣到0 7或0 8Mpa后停止充氣 記錄充氣前后氣瓶的壓力表計數(shù) 再根據(jù)氣態(tài)方程公式即可計算氣囊膨脹體積 制氮機在運行中 如果吸附壓力和氣囊壓力變化不大 但產(chǎn)氮量與純度嚴(yán)重下降時 而吸附壓力和氣囊壓力變化不大時就是設(shè)備有問題了 更換氣囊必須在地面進行 在制氮機運行中 發(fā)現(xiàn)氣囊壓力下降很快 接近均壓壓力 應(yīng)對該氣囊的各卡套接頭 針型閥 單向閥進行檢漏 如下 請關(guān)閉氣囊進氣節(jié)流閥 即時如氣囊壓力不下降則單向閥漏氣 如壓力下降很快 至零 則氣囊損壞 緩沖車 由氮氣緩沖罐 流量計 調(diào)壓閥 粉塵過濾器 節(jié)流閥組成制氮車輸出的氮氣經(jīng)節(jié)流閥LV8進入緩沖罐內(nèi) 然后經(jīng)過濾器QL 2濾除粉塵 由調(diào)壓閥TV2將壓力調(diào)節(jié)到所需壓力范圍 并通過節(jié)流閥LV10調(diào)節(jié)輸出流量 緩沖罐的作用 二次均壓 穩(wěn)定氮氣壓力 均衡純度 氮氣純度分析儀可即時測出氮氣純度 穩(wěn)定流量 電氣控制部分 由礦用BXD 660 0 3隔爆型電控箱 防爆熒光燈 電磁閥組成 其中有些項目為選配 氣動閥 電磁閥和電腦控制器之間的控制關(guān)系 通過S7 224電腦控制器控制二位五通電磁閥接設(shè)定程序工作 從而使管道氣動閥關(guān)閉和開啟 氣源三聯(lián)件輸出壓力為電磁閥控制氣動閥開和關(guān)提供動力源 維護及保養(yǎng) 日常檢查 產(chǎn)品流量計 流量是否在測量范圍內(nèi) 流量計有無損傷調(diào)壓閥 壓力表P是否在設(shè)定范圍管道氣動閥 應(yīng)符合預(yù)定動作程序過濾器 壓差及排污是否正常冷卻水 冷卻供水壓力0 3Mpa 溫度 32 氣囊壓力 每記錄一次 需檢查氣囊壓力 吸附塔再生時 是否符合設(shè)定值 設(shè)備保養(yǎng) 除油凈化器濾芯 12個月更換粗過濾器濾芯 6個月更換精過濾器濾芯 12個月更換超精過濾器濾芯 12個月更換除油器活性炭 12個月更換自動排污閥 排污不暢或堵塞時更換重載型自動排污閥 12個月更換氣源三聯(lián)件 發(fā)現(xiàn)不能調(diào)壓或堵塞時更換氣動閥密封件 12個月更換防爆電磁閥 卡死 燒壞時更換耐震壓力表 損壞時更換粉塵過濾器濾芯 18個月更換單向閥 堵塞時更換 周期檢查 空壓機 按說明書 半年 電控箱 按說明書 半年 氣動閥 查看動作是否正常及動作速度 漏氣情況 半年 調(diào)壓閥 查看膜片是否完好 一年 防爆電磁閥 動作狀態(tài) 半年 過濾器 壓差及排污情況 半年 除油器 活性炭運作情況 半年 氣源三聯(lián)件 調(diào)壓及潤滑油情況 半個月 壓力表 顯示壓力是否正常 一個月 氣囊 檢查是否漏氣 下井前 安全注意事項 設(shè)備的起吊 用戶在對本制氮機的各單元部份進行起吊時 必須采用起吊能力大于單臺最大質(zhì)量的起吊設(shè)備進行裝車或卸車 起吊時 嚴(yán)禁在起重物下站人 計量儀表的定期校驗 壓力表 安全閥 壓力容器等在超過規(guī)定的使用期限時 應(yīng)由當(dāng)?shù)赜嬃坎块T或送回制造廠家進行校驗 嚴(yán)禁超期使用 定期試車 當(dāng)長時間不使用制氮設(shè)備用時 應(yīng)每月試車一次 確保設(shè)備能正常運行 以免應(yīng)急時設(shè)備無法使用 本機的排污口應(yīng)接管直達排水溝 以免污染生產(chǎn)現(xiàn)場 在檢修設(shè)備時 一定要將儀表氣路和管路的壓力降為零后才能拆卸元件 本機運行期間須有人值班 每半小時檢查一次儀表讀數(shù)是否正常 緩慢開啟氮氣緩沖罐出氣閥門 防止氣流過大沖破流量計 回氮沖洗閥不能隨便調(diào)節(jié) 系統(tǒng)壓力低的原因 空壓機是否有問題 氣源壓力低 管道是否有漏 過濾器壓差是否過大 氣動閥是否有內(nèi)漏 出口壓力超出設(shè)定范圍 出口流量超出設(shè)定值 氮氣純度下降原因 出口流量是否超過額定值出口壓力是否超過額定值分析儀是否有問題 氧電極是否損壞氣源壓力是否偏低氣囊破損或漏氣管道氣動閥動作失?；蚵夥肿雍Y是否失效