碳分子筛变压吸附（PSA）法制取高纯度氮气的工艺研究

本文提出了一种碳分子筛变压吸附制氮技术的改进工艺,通过设计不对称中部均压管路,增加产品氮充压和产品氮冲洗等工艺步骤,使氮气产品的纯度、装置的产氮量和氮回收率得到明显改善,使现有碳分子筛的生产能力和效率得到充分发挥,降低了成套设备的投资和长期操作费用。在此基础上,对装置的工艺参数进行优选,得到的最优设计工艺参数为：吸附剂型号为CMS-220,在空气压力为0.8MPa,制取氮气纯度99.99%时,氮冲洗比为10%时,氮气产率为89.3L/kg-h,氮回收率为23%,为工业装置的设计放大提供了有价值的基础数据。 采用中部均压的吸附工艺流程,设计制作了生产规模为700Nm3/h的NGN-700E型工业制氮装置,装置连续满负荷运行一年的结果表明,与常规均压工艺流程相比,采用中部均压工艺NGN-700E变压吸附制氮装置制取高纯度99.99%氮气,其氮气产率和氮气回收率可分别提高10%和3%,且操作方便,能耗低,氮气产品价格比较稳定,每年可节省约九百多万元,经济效益十分明显,从投资回报率来看,投资回收期为六个月。