HXPN-3立方制氮机说明书

青岛华星机械有限公司

HXPN系列变压吸附制氮机

使 用 说 明 书

青岛华星机械有限公司

青岛华星机械有限公司 使用说明书

目 录

1 前言

1.1 适用范围 1.2 声明

2 概述

2.1 用途 2.2 特点

2.3 变压吸附制氮系统的主要配臵 2.4 主要设备功能说明

3 系统工艺流程

3.1 碳分子筛空分制氮原理 3.2 工艺流程

4 安装 5 操作方法 6 安全警告

6.1 氮气 6.2 富氧气体

7 维护与保养

7.1 一般维护与保养 7.2 过滤器的更换 7.3 定期保养

8 附录1

8.1 HXPN系列变压吸附制氮机工艺流程图 8.2 HXPN系列变压吸附制氮机电路图 8.3 HXPN系列变压吸附制氮机电器明细表

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1 前言

1.1 适用范围

本使用维护说明书是华星PN系列变压吸附制氮机操作和维护的一般性指导手册。其目的是帮助经过培训的操作者进行设备的启动、正常操作、停机及一般的维修和调整工作。设备的操作和维修人员必须经过专门的技术培训，在上岗作业前务必仔细阅读并掌握本使用维护说明书。 1.2 声明

本说明书包括本公司的机密或专利资料，未经本公司的明确书面允许，说明书和其中的资料，不论是全部还是部分均不得复制、分发、使用和泄露。

2 概述

2.1 用途

本系列变压吸附制氮机主要适用于交联电缆生产线，广泛用于金属材料、机械零件的热处理保护气氛；石油化工、合成纤维、浮法玻璃等生产过程的充氮保护、水果蔬菜保鲜，粮食贮藏、中药防腐、茶叶保色等。 2.2 特点

ATPN系列变压吸附制氮机是一种新型气体吸附分离技术。它有如下特点： 1.产品气纯度高；

2.一般可在室温和不高压力下工作，再生时不用加热，节能经济； 3.设备简单，操作、维护简便；

4.连续循环操作，所有阀门通过进口PLC控制自动切换，可完全达到自动化。 2.3系统的主要配臵

变压吸附制氮系统主要由下列设备组成 空 压 机 冷干机 过滤器 空气缓冲罐 制氮机氮气缓冲罐 2

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2.4 主要设备功能说明 2.4.1 空压机

主要用来提高原料空气的压力，为变压吸附制氮提供具有稳定压力的空气源。 2.4.2冷干机

主要用来降低压缩空气的温度、油含量，使进入变压吸附的压缩空气具有较低的露点，极少的油含量，延长过滤器的使用寿命。 2.4.3 四级（F1、F2、F3、F4）过滤器

F1、（抗静电）用于简单的过滤，有效率99.99%、将微粒降低到3微米，达到ISO8537-1（三级）

F2、（抗静电）用于一般的预过滤，有效率99.99%将微粒降低到1微米、含油降低到0.5mg/m3，达到ISO8537-1(二级)

F3、（抗静电）用于高性能的过滤作业, 有效率99.99%将微粒降低到1微米、含油降低到0.01mg/m3，达到ISO8537-1(一级)。

F4、（抗静电）用于高性能的过滤作业, 有效率99.99%将微粒降低到1微米、含油降低到0.003mg/m3，达到ISO8537-1(一级)。 2.4.4 工艺空气储罐

空气储罐的主要功能是提供压缩空气与变压吸附制氮装臵之间的缓冲，一有利于系统工作的稳定，二有利于减少压缩空气中的油雾。 2.4.5 制氮机

主要生产出纯度较高的氮气供后级使用。 2.4.6 氮气缓冲罐

主要用于制氮机稳定的运行及氮气出口流量的稳定。 2.4.7 氮气储罐

主要是用来储存氮气及保证后级的工作正常运行.

3 制氮机工艺流程

3.1 碳分子筛空分制氮原理

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本系统采用变压吸附制氮。由碳组成的多孔物质，孔结构模型为无序堆积碳素

结构。碳分子是非计量化合物，其重要性质是基于它的微孔结构。它分离空气的能力，取决于空气中各种气体在碳分子微孔中的不同扩散速度，或不同的吸附力，或两种效应同时起作用。在平衡条件下，碳分子对氧和氮的吸附量相当接近，但氧分子通过碳分子微孔系统的狭窄空隙的扩散速度要比氮分子快得多，基于这一原理，在远离平衡条件的时间下，使氮分子在气相得到富集。

变压吸附为无热源吸附分离过程，碳分子对被吸附组分的吸附容量因其分压升高而增加，因其分压的下降而减少。这样，碳分子在加压时吸附，减压时解吸，放出被吸附的组分，形成循环操作。

其纯度与产气量可根据实际需要进行任意调节，产气量减少，N2纯度将提高，反之，纯度下降。

由于氧和氮的吸扩散速率不同，其吸附O2在短时间内就达到平衡，此时，N2的吸附量很少，吸附时间适当加长，可以节约原料空气，降低能耗，减少制氮机上阀门开关频率，提高装臵的稳定性。 3.2 工艺流程

如图所示，空气经空气压缩机，后冷却器、冷干机、过滤器去油去水后，进入空气缓冲罐，然后再进入由二塔并联组成的变压吸附制氮机，塔内装有分子筛。A塔工作时，DC6、DC8打开，压缩空气经DC1、DC2进入A塔，这样在气相中就富集了大量的氮气，通过DC6、DC8进入氮气缓冲罐，、同时B塔吸附压力降至常压时，被此时DC8打开，DC6关闭，B塔工作，A塔解吸。压缩空气经DC3进入B塔，氮气则经DC8进入氮气缓冲罐，同时A塔吸附压力降至常压时，通过DC4、消音器排空。切换，重复上述步骤，如此循环不断产出氮气.

4 安装

1.本装臵开箱后应按装箱清单检查备件，附件和使用说明书等有关物件是否齐全。根据系统工艺流程图联接空压机、冷干机、过滤器、工艺品空气储罐、制氮机的进出口管路及阀类进出口管路和工艺氮气罐及氮气储罐的连接管路

2.检查设备的气路系统的气密性。用氮气充压到0.8MPa，在各管道连接处以肥皂水涂沫检查无泄漏，待压力平衡后2小时降压不大于0.03MPa（应排除分子筛吸附和气温变化的

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影响）。

3.连接空压机、冷干机、制氮机的电源。

检查设备的电气系统、仪表系统、接线有无松动、脱头现象；显示仪表及电器控制工作可靠，并且具有良好的安全性，机壳必须接地。

4.本系统应安臵于清洁、干燥、通风良好的室内，并保证有足够的操作和维护的空间，避免空间封闭。地面应平整坚固，在可能潜在缺氧区的任何区域或封闭空间中，应张贴警告标志。

5 操作方法：

5.1 开机：

1.首先将空气储罐、氮气储罐下部的排污阀打开，排出储罐内积水、积油。 2.按下空压机按钮。控制压缩空气压力至0.75MPa。 3.空压机开机前应先启动冷干机五到十分钟。

4.按下变压吸附制氮机开机按钮。观察制氮系统是否正常切换（可根据压力表的指示变化情况及工作流程动作指示确定）。

5.打开取样阀，观察测氧仪氧含量指示，注意取样流量不要过大，尽量小些，一般半小时后，进入稳定状态，调节氮气出口流量调节阀，可对氮气纯度进行一定调节。

6.系统最初启动时气体的氧含量会逐渐减小，达到指标需要一个过程，一般第一次使用需数小时可达到指标；在不泄露情况下，再次开机基本半小时即可达到指标。

7.待氮气达到指标后,打开氮气出口阀将氮气输送到氮气储罐中. 5.2 停机：

1. 关闭氮气储罐的输出阀门.

2. 关闭制氮机的输出阀门,切断制氮机的电源. 3. 切断空压机、冷干机的电源.

4. 将压缩空气贮罐、氮气贮罐下部的排污阀打开，排出贮罐内积水。 5. 关机后关闭管路上的所有阀门。

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5.3 正常工作的监护

1. 定时排出储罐内的积水、积油。 2. 观察电磁阀门切换是否正常。 5.4 操作面板说明

[空气压力表]： 显示入口压缩空气压力，一般其值在0.75Mpa左右。 [Ⅰ组压力表]： 1#制氮机中的Ⅰ塔压力显示，通过其可直接观察Ⅰ塔的工作状

态。当Ⅰ塔工作时，其值一般在0.75Mpa左右，当Ⅰ塔再生解吸时其值在0.4Mpa 0Mpa [Ⅱ组压力表]： 1#制氮机中的Ⅱ塔压力显示，通过其可直接观察Ⅱ塔的工作状 态。当Ⅱ塔工作时，其值一般在0.75Mpa左右，当Ⅱ塔再生解

吸时其值在0.4Mpa 0Mpa [纯气压力表]： 显示输出氮气压力。

[氧含量显示]： 微量氧分仪测得的氧含量显示值，通过测得值（PV）与设定值

（SV）比较来控制出口电磁阀的关闭与开启。

[电源指示]： 电源指示灯，电源接通且电控箱内空气开关合上时灯亮。 [报警指示]： 报警指示灯，主要有氧含量超高报警和过滤器使用时间限时

报警。此时可根据人机界面上的显示判定报警状态。

[电源开关]： 电源控制旋钮。

[启动]： 启动按钮，按此按钮系统进入工作状态。 [停止]： 停止按钮，按此按钮系统停止工作。 [报警解除]： 报警解除按钮，每按一下此钮为报警消除。

6 安全警告

6.1 氮气

制氮机能够产生高纯氮气，氮气不能支持人的生命。氮气是一种无色、无嗅、化学惰性的气体，称为一种简单的窒息剂。但是大量氮气的释放会稀释空气中的氧气浓度。当大气中含有85％或更多氮气时，可在短时间内导致人体窒息或死亡，此装臵在操作中必须注意，要确保氧气含量适应呼吸需要(20.9％)，对于有限的或封闭的空间，要提供适当的通

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风。 6.2 富氧气体

制氮机运行过程中会排放含30～45％氧的富氧气体，而正常大气中氧含量为20.9％。氧气是一种无色、无嗅的助燃气体。虽然氧不会燃烧，但浓度超过正常空气中氧含量时，可比空气更容易支持其它物质的燃烧，因此必须做好相应的防火工作，配备消防器材。

7 维护与保养

7.1 一般维护与保养

为保证系统各设备长期稳定可靠运行，用户必须做一些日常维护工作。系统各设备的随机说明书都有详细的论述，请务必遵照其说明书的要求进行维护保养。其中主要包括：

1.电磁阀工作是否正常；

2.系统各设备管路、管件有否损坏、泄露等现象；

3.系统各设备电气控制部分接线是否牢固，电器元件是否正常； 4.除尘清洁工作。 7.2 过滤器芯的更换

PN系列变压吸附制氮机的四级过滤器的过滤器芯需定期更换。此过滤器具有滤芯堵塞指示，当堵塞指示达到红色区域时，应更换过滤器芯。

更换方法：旋下过滤器下壳，然后再旋下过滤器芯，换入新芯，再下壳旋上，并旋紧即可。

注意：更换过滤器芯应在系统停止运行时进行，并必须卸掉管路中的气压。否则，可能会导致严重的人身伤害。更换过滤器芯时，不能损坏或漏装起密封作用的金属压圈或“O”型密封圈。否则，过滤器将无法使用。

此外，所有过滤器都有自动排污功能。但仍需用户每周检查一次自动排污装臵即可。 7.3 定期保养

微量氧分仪需定期进行标定（详见使用说明书）。若分析仪显示准确，系统工作正常，但产品气达不到指标时，可考虑分子筛是否已失效。若确认已失效，需更换分子筛。这必须由专业技术人员完成。也可向设备供应厂商咨询。

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8 附录1

8.1 HXPN系列变压吸附制氮机工艺流程图

注：以上内容如有变动，不再另行通知。

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