250Nm3h氮气纯化专题方案

1、250Nm3/h氮气纯化方案技术参数：(一)原料氮气指标：原料气指标：1) 气量： 250 Nm3/h2）纯度： 99.99%。3）压 力： 0.6Mpa 4）CO2： 5ppm 5）含氧量： 10PPm6）露点： -60（二）终端产品氮气指标： 1）含氧量： 2ppm2）露点： -72C3）O2： 2ppm4）温度： 常温5）压力： 0.55MPa二、装置功能：本装置可对系统实行温度、阀位、时间旳全方位控制。具有控温及显示、阀位控制、时序控制、超温报警、温度异常时停机等多项功能。本套氮气纯化妆置实现全程自动化运营。报警采用报警参数闪烁及声光提示，并在报警5分钟无人干预后自动切断系统电源，保护

2、设备安全。吸附塔持续工作24小时后，控制系统会自动切换阀门，变化吸附塔旳工作状态，将本来再生好旳吸附塔切入工作状态，吸附饱和失效旳吸附塔则开始自动执行加热、升温、反吹等动作，进入再生程序。气动阀门采用西班牙进口旳plsma阀门，开关寿命可保证100万次。三、方案设计压力：1.250.6MPa=0.75MPa（1）脱氧罐：脱氧剂用量：使用周期225天250Nm3/h1010-6242251.51.5=13.5Kg13.5Kg / 0.5Kg/L=26.9L，15951.7m 容积：30L， 16.9L/m 材质304功率： 罐重：22.64Kg/m1.7m38.5kg，加封头48活性炭比热取0.

3、5kcal/kg.C装脱氧剂13.5KgQ=WCp(T2-T1)= 13.5Kg0.5kcal/kg.C （350-30）48Kg0.11 kcal/kg.C （350-30）C/2h1.1/860=2.5 选用功率为2.Kw电加热棒，2根，总功率：4Kw电热套管:252.51680（2）换热罐 热气体：流量250Nm3/h，温度：300冷气体：流量250Nm3/h，温度：20 140C 300C 20 140C 160C 120C氮气比重：1.2507Kg/m3, 比热：0.25Kcal/KgCQ=2501.25070.25(300-140)=12507Kcal/hK取5Kcal/m2.h.

4、Ct1=（160-120）/Ln(160/120)=40/0.288=138.5F=Q/Kt=12507Kcal/(138.55Kcal/m2.h.C)=18.1m215951.70m, 采用162.51.7m换热管 Pt=20mm 可排31根换热面积：0.0163.141.731=2.65m2Q=2501.25070.25(180-20)=12507KcalK取5Kcal/m2.h.CQ1=FKt=2.655138.5=1835Kcal (3)加热罐氮气升温需要热量（设换热器出口氮气温度为80）Q=2501.25070.25(300-80)=17197Kcal/h=20Kw设立两个加热罐，每

5、罐设立加热棒6根，每根功率2kw15951.6m, 在每个罐体封头上开252.5眼，焊接电热棒套管6根，电热棒功率2.0Kw/根 共12根，总功率24kw设立两个加热罐，每个加4根电热棒。（4）冷却罐 300C 35C 40 30 265C 10tin=（265-10）/(ln(265/10)=77.8K取50Kcal/m2.h. CQ=2501.25070.25(300-40)=20324Kcal/h计算传热面积：F=Q/Kt20324Kcal /5077.8=5.22m215951.70m 取162.5列管，可排31根，D0=16mm di11mm pt21.3mm，L=1.5m 列管长1

6、.，F=2.34m25.22m2, 采用两级冷却冷却水计算：W=W1Cp1(T2-T1)/Cp2(t2-t1)2501.25070.25（300-40）（35-30）4吨/h列管：材质304； 尺寸 162.51700高； 排满可排31根，壳体 304 15951700高换热器管板： 304 厚度按照4.0MPa法兰厚度选用30mm，开孔16.5mm，管心距：(5)吸附器再生周期48小时CO2生成量250Nm3/h1010-624/22.444=0.12Kg需分子筛：0.12Kg/1%=12Kg，12Kg/0.8=15L15951.7m 容积：30L 16.9L/m，22.64Kg/m装分子筛

7、：24Kg，两塔48Kg，罐体重：22.64Kg/m1.7m=38.5Kg，加封头48Kg功率：分子筛比热取0.25kcal/kg.C，分子筛水脱附热为：915Kcal/Kg水蒸汽比热：0.53Kcal/KgC钢材比热为0.12 kcal/kg.C，散热系数：再生温度：350吸附罐装吸附剂24Kg水含量：250Nm3/h48h11ppm10-6/22.4m3/Kgmol18Kg106gCO2含量：250Nm3/h1010-648h/22.4m3/Kgmol44Kg 236g两项之和：106+236=342g，吸附容量：2%342g/2%=17.1kg24KgQ=（Q1+Q2+Q3+Q4）/TQ5水显热Q1106g1kcal/kg.C （100-20）0.53 kcal/kg.C （350-100）C/100022.5Kcal水脱附热Q2=WH915Kcal/Kg106g/100097Kcal分子筛显热Q3=24Kg0.25kcal/kg.C（350-20）1980Kcal外壳显热Q4=48kg0.12 kcal/kg.C（350-20）=1901