氮气纯化装置是用催化脱氧物理除水的工艺,使管道中(压力≤0.5Mpa)的氮气纯化达到用户所要求的高纯氮,该氮气纯化装置广泛应用于半导体制造、医药、化工、冶金、电力部门等行业。
一、使用环境
温度:5℃~35℃
相湿度:45%~75%
大气压力:86Kpa~106Kpa
电源:380V±30V 50HZ±2HZ
氮气纯化装置必须平稳的放于室内平整的地面上,切勿放置在应用环境或通风条件不良的环境中,运行时必须开启门窗,保持通风良好。
二、安全事项
1.31 用户必须提供三相五线制电源(TN-S)系统,若是三相四线制,必须增设接地极,本氮气纯化装置必须安全可靠接地,接地电阻<0.5欧姆。
1.32 氮气纯化装置纯化工艺采用加氢除氧,室内严禁明火存在,再生后废气(含有氮气、水分、痕量氢和氧)排出室外,按当地环保要求处理,排出点周围5m之内不得有明火及堆放易燃物质。
1.33 产品氮气是一种窒息性气体,不允许直接排放于室内,严禁在氮气纯化装置现场休息,睡觉,以防不测。
三、技术特性
1.原料氮气
a) 含氧量≤5×10-3
b) 露点≤-10℃
c) 温度≤35℃
d) 压力≤0.5 Mpa
e) 含尘量≤3500颗/升
2.原料氢气
a) 不含磷、砷杂质
b) 压力0.2 Mpa≤ P≤0.5 Mpa
3.纯化后氮气
a) 含氧量≤1×10-6
b) 露点≤-60℃
c) 压力<0.1 Mpa
d) {zd0}功耗≤10KW
4.外型尺寸:(1850 ×1500 ×2500)
四、结构特征及工作原理
1.整个氮气纯化装置具有良好的气密性及抗污染能力,加热氮气纯化装置采用内热式结构,容器外围采用新颖的保温材料,散热小,能耗低,无污染。
工艺上采用复式流程,能连续工作。
主件阀门采用截止阀,可靠性好,寿命长。
2.工作原理
a) 依据钯催化剂不需要活化的特性,只有一个容器罐装钯触媒,利用它的催化特性,加氢去除原料气中的氧,生成的水气(容器内温度超过100℃)随大量的氮气离开钯触媒表面进入干燥器。
O2 + H2 pt H2O
b) 干燥器中装入UOP(美国)5A分子筛物理吸附,氮气中水分,两个干燥塔轮流工作及再生,以达到连续工作目的。
3.氮气纯化装置流程
工作流程;原料氢气经流量计进入管道与原料氮气一起进入除氧器中,在钯催化剂中充分化合,生成水汽被大量氮气带离除氧器经冷却器逐步冷却,再由冷干机降至常温后最终进入干燥塔,氮气中水分都被5A分子筛物理吸附而除去,纯化后氮气经氮气出口阀去用户工艺点。
再生流程,部分纯氮去单向阀前由手动阀门被导向另一处于再生状态的干燥塔,此时,再生干燥塔内温度升至350℃,在此温度下,被5A分子筛吸入的水分获得大量能量,迅速从分子筛中逸出,被导入塔内的高纯氮带离分子筛,经放空阀排出,由于程控器的控制作用,再生干燥塔继续通入纯氮(此时加热棒停止加热)使之冷却至常温,以便切换时即可进入工作状态。
一塔可连续工作24小时,另一塔再生加热10小时,强迫吹冷14小时,当冷却到常温时,手动切换二个干燥器塔,使之连续工作。
管道上有取样阀,可连接微氧仪和微水仪进行检测。
五、安装调试
1.安装
*氮气纯化装置应放在平整坚固的地面上
*与氮气纯化装置连接的进出管必须是无缝钢管,无渗漏。
*连接电源线之前应核对现场电源参数与氮气纯化装置,要求必须相符合。如无专用PE线,现场必须用50×5 , L=2.5m的角钢垂直设于泥地之中,其顶端低于地面200mm,在离角钢顶端50mm处焊接一个8×30 mm的螺栓用于紧固接地铜线,接地极至氮气纯化装置,用不小于4mm平方的铜线连接,电阻小于0.5欧姆。
*管道阀门及氮气纯化装置系统必须密封良好,由于运输过程振动及现场连管后,如怀疑有渗漏现象,可以对气路系统进行检漏,可允0.5Mpa氮气,在24小时内压力表指针降值小于0.1Mpa
2.调试
在现场安装完管道后,符合1.2 、1.3及4.14条后,可以进行现场调试,此时,可以用手动方法进行活化一个干燥塔,见表1:
表1 干燥剂活化
温度范围℃ 升温及保温时间(小时) 气体流量m3/h
室温~200 1 1
200~250 2 3
250~300 2 5
300~350 3 3