制氮机安装设计方案.doc

TLN1600-99型氮气机安装设计方案

一、 概况
为了满足井下注氮量需求, 新增一台TLN1600-99型制氮装置, 本装置采取氮分子筛作为吸附剂, 利用变压吸附原理, 在常温、 低压条件下从空气中制取氮气。利用注氮管道向井下注氮, 确保井下安全生产要求。
1.1 PSA技术含有以下优点:
* 产品纯度能够随流量改变进行调整;
* 在低压和常压下工作, 安全节能;
* 设备简单, 维护方便;
* 微机控制, 全自动无人操作;
* 设备一次性投资低, 运行成本低;
1.2 相关吸附剂
吸附剂是PSA制氮设备关键部分。通常地, PSA制氮设备选择是碳分子筛, 它吸附空气中氧气、 二氧化碳、 水分等, 而氮气不能被吸附。
1.3 变压吸附原理
在吸附平衡情况下, 任何一个吸附剂在吸附同一气体时, 气体压力越高, 则吸附剂吸附量越大。反之, 压力越低, 则吸附量越小。以下图所表示:
吸附量

吸附压力
0

如上所述, 在空气压力升高时, 碳分子筛将大量吸附氧气、 二氧化碳和水分。当压力降到常压时, 碳分子筛对氧气、 二氧化碳和水分吸附量非常小。
变压吸附设备关键由A、 B二只装有碳分子筛吸附塔和控制系统组成。当压缩空气（压力通常为0.8MPa）从下至上经过A塔时, 氧气、 二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附, 而氮气则被经过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。所谓再生, 立即吸附塔内气体排至大气从而使压力快速降低至常压, 使分子筛吸附氧气、 二氧化碳和水分从分子筛内释放出来过程。
二、 制氮系统安装设计技术方案
1.1、 工艺步骤图

本套制氮装置关键由空压机系统、 压缩空气净化系统、 PSA吸附制氮系统、 氮气缓冲过滤系统四部分组成。
依据夏阔坦煤矿地面空间实际情况, 现指定制氮装置设备安装在原制氮设备旁。该区域形成一个矿区独立空分装置设备安装区域, 便于设备安装与维护。现安装地点地面为混凝土浇注平整地面, 该处通风良好, 因为邻近煤场, 起风时空气煤尘相对大。为此, 现场现采取搭建活动板房隔离方法降低煤尘对装置不良影响。
设备在安装前做好安装地点测量工作, 确定好设备安装位置及水平高度。以确定管线长度及安装高度, 便于做好设备安装前准备工作。
设备在安装时要根据设备安装技术要求进行合理安装, 装置须放在室内通风场所（离墙最少1米）进行安装, 以利用设备操作及维护保养。安装时应注意筒体垂直度, 设备应紧固牢靠, 使用一段时期后应再行紧固。安装管道尽可能直行（弯头多, 对设备流量和压力会造成一定损失）。为了确保安全, 非安全电压电器件等应有效接地。接地电阻小于4欧姆。消声器应设法接到室外, 以免吹出潮气影响控制系统使用效果, 但管道高度必需低于设备出口高度, 不然会造成部分液体倒流, 影响再生效果。要预防雨水等进入。设备要与地面联接紧固, 预防坍毁事件发生。