氮气纯化系统的工作原理

    氮气纯化系统
为了适应一些工艺过程对高纯氮气的要求，西梅卡提供粗氮纯化方式以满足客户需求，包含加氢纯化和碳载纯化两种，均具有节省投资和运行经济的特点。

加氢纯化（H2 Deoxo）

经变压吸附（PSA）或膜系统制得的原料氮气与少量氢混合后，在一填装有金属钯催化剂的反应器中残氧与氢反应生成水蒸气，随后经一后冷却器使大部分水蒸气冷凝下来，并经过高效水分离器除去冷凝水，吸附式干燥器可使产品气露点达到-70℃以下。产品气纯度通过分析仪连续进行在线监测。

其化学方程式为:　2H2+O2 = 2H2O+热

为了确保氧被完全脱除，实际的H2与O2比率略高于理论值，若进口原料氮气中氧含量高于1.5vol%，可采用多级处理系统。精制后氮气纯度可达99.9999%。
加氢精制N2装置由混合器、催化反应器、后冷却器、旋风分离器、过滤器或吸附式干燥器、氧分析仪、流量计以及产品氮气缓冲罐组成。

加氢纯化工艺流程图

加氢纯化系统特别适合于氮/氢气氛的热处理行业。

碳载纯化（C Deoxo）

对于氢气比较敏感，或氢气源有困难的工艺过程，可以使用碳载脱氧。原料氮气与过量的碳精在高温条件下，反应生成CO2，再经过脱碳氧化合物的吸附塔，可以得到99.999%的高纯氮气。

化学反应方程式： C+O2 = CO2 + 热

碳载纯化N2装置由：加热器、反应塔、水冷却器、CO2脱去吸附塔、氧分仪、流量计，及产品氮气缓冲罐组成。　

为了减少碳纤维的更换频率，提高设备的利用率并减少更换碳纤维的繁琐工作，目前一般推荐粗氮纯度为99.9%，在此纯度条件下可以兼顾空压机功率消耗和碳纤维的消耗的平衡。

碳载纯化工艺流程图