制氮系統(tǒng)中的那些“罐子”
時間：2025-07-11 14:39:00 瀏覽次數(shù)：4
大家好，今天我們來聊聊制氮系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分——各種罐體。在與客戶溝通時，我們發(fā)現(xiàn)大家對罐體的設(shè)計壓力與罐體的壁厚非常關(guān)注，這確實(shí)是衡量罐體性能和安全的重要指標(biāo)。需要強(qiáng)調(diào)的是，制氮系統(tǒng)中各罐體的設(shè)計壓力與壁厚并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)值，其設(shè)計需綜合考慮多個關(guān)鍵工程參數(shù)，并必須由具備資質(zhì)的壓力容器設(shè)計單位，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如中國的GB/T 150《壓力容器》）進(jìn)行計算和校核。下面，我們將具體介紹制氮系統(tǒng)中各類罐體的作用，并提供其典型設(shè)計壓力參考值和我們需要重點(diǎn)關(guān)注的注意事項(xiàng)。
一、空氣罐
1、位置與作用
在制氮處理流程中，空氣罐通常設(shè)置于制氮機(jī)之前，作為前段處理的后一站?？諌簷C(jī)輸出的空氣，雖已依次經(jīng)過汽水分離器、冷干機(jī)等設(shè)備處理，但仍存在壓力波動大的問題?？諝鈨拊诖诉^程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用：
00001. a、吸收排氣脈沖與緩沖壓力，穩(wěn)定供氣：制氮機(jī)的運(yùn)行離不開穩(wěn)定的氣源供應(yīng)，而空氣罐恰好能滿足這一關(guān)鍵需求。它可以有效吸收空壓機(jī)排氣時產(chǎn)生的脈沖，緩沖壓力波動，穩(wěn)定空氣壓力，從而為制氮機(jī)持續(xù)提供穩(wěn)定的氣源。
00001. b、冷卻分離與故障警報：空氣進(jìn)入儲罐后，流速放緩、溫度下降，水汽和油污會凝結(jié)成液滴沉至罐底，可從排污口排出。按設(shè)計，合理配置的上游設(shè)備不應(yīng)讓儲罐出現(xiàn)明顯水汽和油污。若排污時發(fā)現(xiàn)油污或水汽，說明上游設(shè)備故障，需及時檢修。
2、罐體注意事項(xiàng)
空氣罐的使用有幾個需要重點(diǎn)關(guān)注的方面：
a、設(shè)計壓力：空氣罐屬于中等壓力設(shè)備，設(shè)計壓力通常在 0.8-1.3MPa 之間（參考）。這里需要明確區(qū)分設(shè)計壓力與測試壓力，測試壓力要遠(yuǎn)高于設(shè)計壓力，二者不可混淆。
b、罐體壁厚：一般而言，罐體壁厚越大，其承壓能力就越強(qiáng)，抗外壓和抗變形的能力也隨之提升。選擇合理的壁厚，不僅能延長空氣罐的疲勞壽命，還能有效降低安全隱患。（下文的罐子同樣適用）
c、其他關(guān)鍵參數(shù)：包括容器類別、罐體材質(zhì)以及工作壓力等，這些參數(shù)都與空氣罐在制氮系統(tǒng)中的適配性和安全性密切相關(guān)，需在實(shí)際應(yīng)用中加以重視。（下文的罐子同樣適用）
二、吸附塔（PSA）
01位置與作用
吸附塔（PSA）是制氮系統(tǒng)的核心部分，以雙塔為例，其結(jié)構(gòu)與工作模式如下：
從結(jié)構(gòu)上看：塔內(nèi)填充著碳分子篩。在分子篩的上方，設(shè)有由孔板、密封板及棕墊構(gòu)成的壓緊裝置；而分子篩下方則是由棕墊、氧化鋁、棕墊、孔板依次組成的墊層（詳情請見下圖）。市面上各個廠家的塔內(nèi)結(jié)構(gòu)不盡相同，僅供參考。
變壓吸附的工作模式：兩塔交替工作時，一塔處于吸附產(chǎn)氮階段；另一塔同時進(jìn)入減壓再生階段，經(jīng)過30s~160s（一個周期），兩塔角色瞬間互換，如此精密、高速循環(huán)，保證氮?dú)獾倪B續(xù)穩(wěn)定輸出。因此，吸附塔承受著頻繁加壓、減壓循環(huán)（交變應(yīng)力）。
02罐體注意事項(xiàng)
因吸附塔特殊的工作模式，它通常是系統(tǒng)中壁厚大的罐體。其設(shè)計必須考慮交變應(yīng)力循環(huán)、較高的設(shè)計壓力要求（1.0MPa 以上）以及吸附 / 解吸過程帶來的溫度變化影響。
因此，我們需要注意以下兩點(diǎn)：一是塔內(nèi)結(jié)構(gòu)空間的優(yōu)化；二是受應(yīng)力關(guān)鍵部位是否有加強(qiáng)。
三、氮?dú)饩彌_罐
01.位置與作用
氮?dú)饩彌_罐通常位于制氮主機(jī)之后、用戶用氣點(diǎn)之前。在變壓吸附（PSA）制氮過程中，產(chǎn)出的氮?dú)鈮毫土髁看嬖诓▌?。緩沖罐的核心作用在于：
a、 穩(wěn)壓穩(wěn)流，平穩(wěn)供氣： 儲存一定量的成品氮?dú)?，吸收壓力波動，為用戶提供穩(wěn)定、壓力均衡的氮?dú)夤?yīng)。
b、平衡純度： 短暫的切換波動可能導(dǎo)致純度瞬間微小變化，緩沖罐的混合作用能有效平滑這些波動，確保輸出純度穩(wěn)定如一。
c、提供回吹氣，降低空氮比：截取一部分高純度氮?dú)猓米魑剿卮禋?，合理利用氮?dú)馓岣咴O(shè)備的空氮比。
02.罐體注意事項(xiàng)
a、設(shè)計壓力：氮?dú)饩彌_罐的運(yùn)行壓力相對較低，且介質(zhì)（干燥氮?dú)猓└g性小。設(shè)計壓力通常在0.8Mpa左右（參考）。
b、罐體尺寸：氮?dú)饩彌_罐的尺寸是我們需要注意的一個點(diǎn)，罐子越大穩(wěn)定氣流，平衡純度的效果也就越好，提供給生產(chǎn)的供氣也就越穩(wěn)定，同時也能多存儲一些氣體，起到一個應(yīng)急的效果。
制氮系統(tǒng)中的各類罐體各司其職，共同保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。上文提供的設(shè)計壓力僅為典型工況下的參考值。罐體的設(shè)計是一個復(fù)雜的工程過程，核心依據(jù)包括：
工作壓力、介質(zhì)特性、安全裝置配置、環(huán)境與操作條件以及材料強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等。
因此，務(wù)必委托具有相應(yīng)資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計單位或制造商，根據(jù)具體項(xiàng)目的參數(shù)要求以及相關(guān)的/國際標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 150），進(jìn)行嚴(yán)格的計算和設(shè)計，以確保設(shè)備長期安全可靠地運(yùn)行。
