产品介绍
一、膜分离H2/CO分离纯化系统
1、简介
从1977年到1999年间，已有二百多套PRISM氢气膜装置在世界各地投入使用，使用的行业范围主要在合成氨厂、炼油厂、制氢厂、合成气厂。
PRISM氢气膜分离装置工艺流程简单，可靠性高，投资及运行费用低，占地面积小，开停车简单，使用寿命长，产品氢气的纯度和回收率可同时达90%-92%。采用两级膜分离时，产品氢气纯度可达到99.5%以上。
2、主要用途如下:
2-1、合成氨驰放气中的氢气回收
PRISM 膜系统可以从合成氨驰放气中回收95% 以上的氢气，所回收的纯度可以超过98%。这既可循环至合成气入口段增产(通常可增产5%)或节能，也可用于其它加氢过程。本系统配制的高压水洗塔可以从合在氨驰放气中得15--20%的氨水。
2-2、石油化工及炼厂气中的氢回收
PRISM 膜系统可以从各种石油化工及炼厂气含氢驰放气中回收85%--95% 的氢气，纯度达92%--98%，各炼油厂普遍采用的催化裂化装置可以利用PRISM膜系统把氢含量从20%左右提高到98%，或更高。这对改善工厂的氢气平衡有重大意义。在某些情况下，PRISM 膜系统可以将低纯度的氢气如在90%左右提高到98% 或更高，以满足某些工艺的特殊需要。
2-3、甲醇驰放气中的氢回收
配有水洗塔的PRISM 膜系统，可以从合成甲醇驰放气中回收氢气、二氧化碳和残留的甲醇。回收的氢气和二氧化碳返回用作合面气的原料气，达到增产，节能的效果。
2-4、制氢厂的氢气回收
膜分离器系统可以从甲烷、水蒸气重整的进料气中回收高纯度的氢气、脱去氢气后的原料气水蒸气重整时可增加氢气产量。
2-5、焦炉煤气中氢气的回收
随着冶金工业的发展，焦炉煤气中氢气回收越来越引起人们的注意。膜分离器系统可以根据原料组成，先净化后回收氢的办法来回收高纯氢气，以供各种化工过程的使用。
2-6、CO/H2混合气比例调节
含有H2、CO的混合气体的摩尔比可以通过膜分离系统调整其比例，满足生产工艺要求的产品气。例如下表
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原料气 |
产品气 |
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H2% |
CO% |
H2% |
CO% |
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80 |
20 |
50 |
50 |
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H2/CO=4:1 |
H2/CO=1:1 |
||
2-7：一氧化碳的纯化
膜分离器可通过除去含氢CO中的氢气和水气而实现CO的纯化，纯化后的CO原料气浓缩至85%--95%，回收率可达85-90%。
二、空分制氮系统
1、 PSA制氮设备
1-1、工作原理
PSA 制氮装置是以优质碳分子筛为吸附剂，采用变压吸附原理(PSA)从空气中分离制取氮气。碳分子筛对空气中的氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面上的扩散速率不同。直径较小的气体分子(O2)扩散速率较快，较多的进入碳分子筛微孔。直径较大的气体分子(N2)扩散速率较慢，进入碳分子筛微孔较少，这样在气相中可以得到氮的富集成分。因此，利用碳分子筛对氧和氮在某一时间内吸附量的差别这一特性，由全自动控制系统按特定程序施以加压吸附，常压解析的循环过程，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。
1-2、技术特点
＊工艺流程简捷，无人操作，全自动控制;
＊产气快，耗能低，性能稳定，寿命长;
＊关键部件采用进口配置，故障率低，维修简便;
＊现场制氮，可随时开停车;
＊价格性能比优良，投资回收快。
1-3、工艺流程图
1-4、主要技术指标
＊氮气产量：1-2000Nm3/h
＊氮气纯度：95-99.9995%(无氧含量)
＊当纯度>99.99%时，应配置CKNC系列氮气纯化装置
＊出口压力：0.05-0.8Mpa(可调)
＊露 点：-20℃～-50℃2、膜分离制氮机
2、膜分离制氮设备
2-1、膜分离制氮原理
两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数的差异，导致不同气体在膜中相对渗透率不同。根据这一特性，可将各种气体分为“快气”和“慢气”。
当混合气 体在驱动力—膜两侧压力差作用下，渗透速率相对快的气体如水、氧气、氢气、氦气、二氧化碳等透过膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体，如甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则在膜滞留侧被富集，从而达到混合气体分离的目的。当以加压净化空气为气源时，氮气等惰性气体被富集成高纯度供生产应用，由渗透侧排空的为富氧空气。
2-2、 膜分离器构型及特性
膜分离器由多束半渗透中空纤维丝组成，每个分离器含有数以万计的纤维丝，这为气体提供了最大限度的分离面积，根据不同气体的分离特性，膜分离器设计成外压型和内压型两种构型，内压型使用于空气富氮过程。膜分离 (简称膜) 的性能通常是由产气量和回收率来描述的，这两个性能指标是与产生的氮气纯度、操作温度和运行压力直接相关的。一般来讲，纯度不变时，产气量是随运行压力和温度而增加的，回收率只随压力升高稍有增长，却随温度升高显著下降;当压力和温度一定时，回收率和产气量都随产生氮气中的氧含量增加而增大，膜分离系统的最佳操作状态是：压力为1.1～1.3Mpa，温度在50～55℃，最高不得超过60℃。
2-3、膜分离制氮系统
氮膜系统由空气压缩机、过滤器、和膜分离器组成，压缩空气经过滤进入膜分离器、空气中的氧气、水蒸气和少量的二氧化碳快速透过膜进入另一侧被富集;氮气透过膜的速率较慢而在膜的滞留侧被富集。富集后的氮气其出口压力几乎与入口压缩空气压力相同，动力损耗相当小。
膜氮系统可将廉价的空气中氮从78%提高到95%以上，最高可得到99.9%的氮。通过配置后级纯化脱氧装置，可以得到99.9999%的高纯度氮气。
氮膜系统已形成了适合各种用途的全套系列，通过调节压缩空气的压力、流速及温度等参数，可以得到您所希望的产品氮气纯度和流量。
3、氮气的应用领域
随着科学技术的进步和经济的发展，氮气的惰性被广泛用于保护气体。近年来，氮的应用范围日益扩大，并已深入许多工业部门和日常生活领域。
如冶金及金属加工、炼钢转炉密封、高炉炉顶密封、高炉炼铁煤粉喷吹、连铸、连轧、钢材退火保护气氛等、光亮退火、消除应力、时效、淬火加热、渗碳、碳氮共渗、软氮化、真空淬火、等氮基气氛热处理的氮源、焊接及粉末烧结过程的保护气氛。以及清洗、稀释气体。化学及石油化工存储液体上面气层的惰性化、吹洗容器/管道/反应器/隔离室;合成纤维纺线、拉丝防氯化、设备防腐;涂料油漆生产充氮、防止油干燥时的聚合作用;对油船提供保护气氛(油面上用氮气密封和清洗);海洋工程的惰性气体供应;干法息焦、催化剂再生、石油分馏、氮肥原料、触媒保护、洗涤气、橡胶的包装与储存、子午轮胎生产等;氮气压注开采石油等。玻璃及塑料工业浮法玻璃生产过程的保护气，塑料粒子的气动传输、塑料生产/储存中防止氧化等。电子工业灌充断路器中电压导体、大规模集成电路、彩色/黑白显象管、电视机/录音机另部件以及制造半导体/电器用保护/封装气体、激光打孔等电气元件生产的氮基气氛;铰链电缆/光缆的生产保护用气。医药工业制药原料、药物的充氮包装/运输/保护、西药针剂充氮、储罐及容器充氮、药物气动传输的气源等。食品工业食品包装用保护气、酒/啤酒/果汁的储存与清除、粮油食品、茶叶、中草药的常温储及抑制害虫、水果、蔬菜在适宜温度下的长期保鲜、果汁/生油及果酱等的充氮 保鲜。航天工业火箭燃料增压剂、发射台置换气和安全保护气、宇航员操纵气、空间模拟室/飞机燃料管路的清洗气、高精武器的储存保护气。安全灭火煤矿矿井灭火、而在很多领域，如电子、石油化工、食品等有时氮气的用量不是很大，但需要安全和稳定氮气源，来进行正常的安全生产。CKKJ小型制氮系统是基于次此方面的研究而设计的，整体设计，只需通上电源就可以生产出合格的氮气。
三、空分制氧系统
1、PSA制氧机
1-1、工作原理
变压吸附制氧的基本原理是利用空气中的氮气和氧气在沸石分子筛(ZMS)上因压力不同而吸附性能的差异来进行氧氮分离。根据吸附分离的解吸压力不同，通常我们将变压吸附制氧分成常压解吸和真空解吸两种不同的工艺流程，用
户可根据不同的工况要求，选择适合的流程以达到最佳效果。
1-2、工艺说明
环境空气经空压机压缩增压后，经冷除水过滤器净化(除水、除尘)，进入两只装有沸石分子筛的吸附塔组成的变压吸附装置;压缩空气由下至上流经吸附塔的过程中，空气中氮、二氧化碳、水蒸气等在分子筛表面被吸附，未被吸附的氧在吸附塔顶部聚集作为产品气流出进入氧气缓冲罐，经计量和纯度检测合格后送用户使用。经大约一分钟时间后，第一只吸附塔中的分子筛吸附剂被所吸附的氮分子吸附饱和，需进行再生，以便为下次吸附做准备。此时压缩空气转而进到第二只再生好的吸附塔继续吸附;再生是通过吸附塔停止吸附步骤，将吸附塔内的压力泄放到环境大气压来实现的。两只吸附塔交替进行吸附和再生，从而实现氧气的连续生产。
1-3、工艺流程图
1-4、主要特点
＊ 流程简单、结构紧凑、性价比优良，投资回收快。
＊ 自动化程度高，现场制氧，开停车方便快捷，可以连续无人运行;
＊ 运行和维护费用低;
＊ 运行独立性强，稳定性好，可靠性高，常温低压下工作，安全性能好。
1-5、技术参数
＊ 出口压力： 0.2-0.6MPa可调。
＊ 氧气产量：1～2000Nm3/h (按需要确定)
＊ 氧气纯度：90～93%可调
＊ 露 点：-40~60℃
2、VPSA制氧设备
2-1、原理介绍
真空变压吸附技术(Vacuum Pressure Swing Adsorption ，简称VPSA )的基本原理是：利用固体吸附剂对气体组份吸附的明显选择性和扩散性的差异，通过气源在接近常压下作周期性、在不同的吸附器中的循环变化，其解析(或再生)采用真空抽吸的方式来实现气体的分离过程
真空变压吸附制氧技术是以空气作为原料，利用专用的制氧分子筛对空气中氧、氮等气体组分的吸附选择性，在常温状态下将空气中的氧气分离出来的先进技术。与深冷气体分离技术相比，具有工艺流程简单、开停便捷迅速、设备结构紧凑、自动化程度高、公用工程投资和运行成本相对较低等特点。
2-2、工艺说明
变压吸附空分制氧包括PSA 和VPSA 循环过程，两种循环过程是由一系列基本步骤组成，而且不同空分制氧过程可能有不同的循环步骤，这些步骤使不同吸附塔之间相互关联，使床层得到有效的吸附和再生。变压吸附过程中吸附气体的脱附有常压冲洗解吸和抽真空负压解吸两种方式;按照脱附方式的不同，变压吸附空分制氧可分为PSA 过程和VPSA 过程。VPSA(Vacuum Pressure SwingAdsorption) 是在接近常压下(或者说超大气压)吸附而在抽真空负压再生的过程，循环过程通过鼓风机提供进料空气，适合于应用高性能吸附剂(如CaX 和LiX 沸石)，常压下难于冲洗解吸的空分制氧的场合。
沸石分子筛对空气中各气体组分的吸附有其自身的特殊性质：在一定时间内，其对空气中氮分子的吸附容量远远大于氧分子的吸附容量。即沸石分子筛是选择型的吸附剂，沸石分子筛因为具有选择吸附空气中氮气这一特性，因而被广泛应用于空气分离制取氧气。在吸附平衡情况下，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大。反之，压力越低，则吸附量越小，吸附分离正是遵循这一基本原理而进行有效的气体分离。
2-3、工艺流程图
2-4、性能特点
1、投资成本低、能耗小、与其它VPSA氧气系统相比维护量减少。
2、工艺流程简单，设备少，自动化水平高，无需专人看管。
3、占地面积小、结构紧凑、可用于室内、外操作。
4、起动迅速，起动约30分钟可正常供氧，停机方便，可间断运行。
5、常温抵押下工作，再生过程无须加热，无任何危险性。
6、产品纯度及产量易于调整，适应能力强。氧气纯度(21%~93%)和流量可控调节，当用氧纯度降低时极大节能。
7、超级过滤保护系统减少沸石分子筛被污染;先进的沸石分子筛压紧技术减少沸石分子筛的粉化和床层下降而降低性能，沸石分子筛的设计使用寿命通常超过10年。
2-5、技术参数
流量：200-3000Nm3/h
压力：≥0.15bar.g (可采用扩展配置增压使用)
纯度：90-93%
露点：-60 ～ -40℃
3、膜分离富氧装置
2-1、工作原理
一般说来，膜对所有气体都是可以渗透的，只不过渗透的程度不同而已。气体透过 中空聚合物膜是一个复杂的过程，其透过机制一般是气体分子首先被吸附到膜的表面溶 解，然后在膜中扩散，最后从膜的另一侧解吸出来，膜分离技
术依靠不同气体在膜中溶 解和扩散系数的差异来实现气体的分离。当混合气体在一定的驱动力(膜两侧的压力差 或压力比)作用下，渗透速率相当快的气体如水汽、氧气、氢气、氦气、硫化氢、二氧 化碳等透过膜后，在膜的渗透侧被富
集，而渗透速率相对慢的气体如氮气、氩气、甲烷 和一氧化碳等被滞留在膜的滞留侧被富集从而达到混合气体分离的目的。根据分离条件 中压力 不同，通常我们将膜制氧分成高压、低压两种不同的工艺流程，用户可根据不同的工况要求
，选择适合的流程以达到最佳效果。
＊ 工艺流程简单、结构紧凑、占地面积小、可用于室内、外操作、设备投资省
＊ 自动化程度高，开停车方便快捷;10分钟内达到氧浓度。
＊ 无阀门切换等运动部件，不需定期更换易损件，维修量极少。
＊ 通过增加膜分离器，很容易扩大富氧空气产量。
＊ 装置运行和维护费用较PSA法制氧低;在纯度25～35%的范围内，具有优越的性能
价格比。在助燃应用方面;活鱼养殖、运送的领域，它具有其它空气分离方法所不可比拟的优势，运行能耗较低。
＊ 运行独立性强，稳定性好，可靠性高，常温低压下工作，安全性能好。2-2、主要性能
＊ 设备产气量：0.5-5000m3/h
＊ 产品气纯度：中空纤维膜(≤40%);卷式膜(≤30%);平板膜(≤32%)。
＊ 出口压力：0.05-0.5mpa，可按照要求扩展增压配置
＊ 启动时间：5-10分钟;
＊ 自动控制、不合格氧气报警、设备可以连续无人运行。
4、富氧的应用领域
＊ 电炉炼钢、黄金冶炼、 高炉炼铁、 焊接切割、 灯具加工、玻璃加工
＊ 窑炉助燃、水泥工业铁氧水泥、耐火砖制造
＊ 水产养殖、污水处理、垃圾焚烧、化学发酵、碳黑生产、药品生产
＊ 化肥工业、甲醇生产、化学中各种氧化
＊ 造纸工业、纸浆漂白
＊ 臭氧制备、双氧水生产、医用保健
四、脱氧纯化设备
膜分离制氮和PSA制氮其气体中依然有少量的氧，如果要求高纯氮气则需要进一步纯化，纯化的工艺选择可依据用户要求选择，常用的有两种方法：
1、氢气催化脱氧
1-1、反应机理
以钯触媒催化剂的反应器内氮气中残余氧与氢反应生成水蒸汽，化学反应如下：
2H2 + O2 = 2H2O + 反应热
离开反应器的高纯氮先经冷却器冷却，除去冷凝水，再经吸附干燥器干燥，最终可得非常洁净干燥的高纯氮气产品，整套设备自动运行。
1-2、技术条件
原料氮气要求
纯度：≥98%
压力：0.45Mpa.g≤P≤1.0Mpa.g
温度：≤40℃
脱氧氮气
纯度：≥99.99%(其余为水蒸气和氨)
压力：高于原料氮气0.02～0.05Mpa.g
温度：≤40℃
高纯氮气
含氧量：10～1PPM
残氢含量：500～2000PPM
含水量：常压露点－25～－70℃
压力：低于原料氮气0.1Mpa.g
温度：≤40℃
2、碳燃烧脱氧
2-1、反应机理
以3093专利碳催化剂的反应器内氮气中残余氧与碳反应生成二氧化碳，化学反应如下：
O2 + C = CO2 + 反应热
离开反应器的氮气+二氧化碳经冷却器冷却，再经吸附脱碳分子筛除去CO2，最终可得非常洁净干燥的高纯氮气产品，整套设备自动运行。
1-2、技术条件
原料氮气要求
纯度：≥99.5%
压力：0.45Mpa.g≤P≤1.0Mpa.g
温度：≤40℃
脱氧氮气
纯度：≥99.5%(其余为CO2)
温度：≤40℃
高纯氮气
含氧量：10～1PPM
含水量：～－70℃
温度：≤40℃
五、气体干燥净化过滤设备
1、膜分离干燥设备
目前商业上有为数众多的气体混合物干燥脱水方法。如在空气、天然气和其它的一些气体的干燥过程中传统方法有冷冻干燥脱水、类似硅胶等吸附剂的吸咐脱水及分子筛脱水，此外还有潮解法脱水或烘干干燥等方法. 这些干燥过程或因发生相变而消耗能源，或需要来回切换、再生吸附剂等过程使得操作繁琐， 工艺复杂而影响操作过程的连续性;高分子膜分离技术对压缩空气进行干燥脱水是近几年来发展起来的一种新方法。
2、吸附干燥设备
吸附干燥机是利用多孔性固体物质表面的分子力来吸附压缩空气中的水份，从而获得干燥、洁净的气体的净化设备。
根据变压吸附的原理(PSA)，利用干燥剂表面与空气中水蒸汽分压取得平衡的特性，将空气中的水份吸附，从而达到去除压缩空气中的水份的目的。干燥机为双塔结构，当压缩空气经一个塔干燥时，另一个塔则通入微量的干燥的空
气，采取降压、吹洗的方法使已吸附了水份的干燥机再生，吸附的水份排除机外，然后再进行吸附过程，这样两塔循环交替运行，产生干燥的压缩空气。
3、气体油水分离、精密过滤
压缩空气过滤系统主要产品有各种规格的空气除油过滤器、除尘过滤器;活性炭高效除油过滤器。
4、应用领域
气体净化干燥设备的应用很多，主要领域有：
＊ 海滨、海上油井平台上， 仪表用空气
＊ 控制操作板上非燃爆性清洁气;仪器测试实验用气
＊ 通信电缆加压过程用气.
＊ 阀门及气动机上用气;矿用设备的压缩空气
＊ 喷淋室用气;设备储运过程的清洁空气
＊ 臭氧制取机原料用气.
＊ 船舶供给空气 ;核能站用空气