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系统构成
PSA 制氮系统主要由空气压缩机、空气净化系统，空气储罐、切换阀、吸附器和氧气缓冲
罐等组成。
原料空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储罐，再经过左进气阀进
入左吸附塔。此时塔压力升高，压缩空气中的氮分子被沸石分子筛吸附，未被吸附的氧气
则穿过吸附床层，经过出气阀进入氧气缓冲罐。这个过程称为吸附，持续时间为几十秒。
吸附过程结束后，左吸附塔与右吸附塔通过均压阀连通，使两塔压力达到均衡，这个过程
称之为均压，持续时间约为 3~5 秒。均压结束后，压缩空气又经过右进气阀，进入右吸附
塔，重复上述吸附过程。同时左吸附塔中被分子筛吸附的氧气通过左排空阀解压释放至大
气当中，此过程称为解吸，吸附饱和的分子筛从而得到再生。同样，左塔吸附时右塔同时
也在解吸。 右塔吸附结束后， 同样进入均压过程， 然后再切换到左塔吸附， 如此循环交替，
连续生产氧气。
上述基本工艺步骤都是由 PLC 和自动切换阀来实现自动控制。
§2-3 工作原理
PSA 制氮机是根据变压吸附原理， 采用高品质的碳分子筛作为吸附剂， 在一定的压
力下， 从空气中制取氮气。 经过纯化干燥的压缩空气， 在吸附器中进行加压吸附、 减压脱
附。由于空气的动力学效应，氧在碳分子筛微孔中扩散速率远大于氮，氧被碳分子筛优先
吸附，氮在气相中被富集起来，形成成品氮气。然后经减压至常压，吸附剂脱附所吸附的
氧气等杂质，实现再生。一般在系统中设置两个吸附塔 A 和 B，一塔吸附产氮，另一塔脱
附再生，通过控制装置控制气动阀的启闭，使两塔交替循环，以实现连续生产高品质氮气
之目的。
§2-4 控制过程
PSA制氮系统的工艺流程图如图 1 所示。
图 1 中空气压缩机用来提供足够的气量和相对恒定的输入压力 （0.75 ～ 0.8MPa）的原料气。
经冷干机除水、除油、除固态粒子等净化处理后，为了能连续不断的输出恒定的氮气。系
统设置 A、B两个吸附塔进行交替工作， 由气源系统来的纯净压缩空气， 经电磁气动控制阀
Y1、Y2由吸附塔 A下部进入塔体。经吸附塔中碳分子筛床层吸附，并逐步向上推进。在此
过程中， 空气中的氧分子被吸附在碳分子筛微孔中， 而氮被浓缩在气相中， 由塔上部流出，
经电磁气动控制阀 Y6、Y8进入氮气储罐，此过程即为 A塔吸附制氮。与此同时， B吸附塔
PLC在制氮机上的应用
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