氮氣純化設備提純

由于原料氮氣的氧含量較高且產(chǎn)品氮氣純度要求大于99.999%，氮氣純化裝置而且對于氮氣中的含氫量有嚴格的要求，因而本裝置工藝流程采用前端控制加氫脫氧，終端深度脫氧凈化的工藝路線。裝置由加氫脫氧工序和終端凈化工序組成，工藝流程見附圖。
原料氣首先與控制量的氫混合，然后通過原料氣電加熱器，保證氣體溫度不低于100 oC，再進入催化脫氧反應器。在催化劑的作用下，氫與氧反應生成水，然后經(jīng)冷干過濾去除產(chǎn)品氣體中的液態(tài)水和雜質后，進入終端凈化工序，深度脫除氣體中殘余的氧和水。然后經(jīng)過產(chǎn)品氣過濾器，通過產(chǎn)品氣出口送出。

4.2加氫脫氧工序說明

4.2.1 工序原理

氫與氧在脫氧催化劑的作用下反應生成水，從而達到脫氧的目的。在傳統(tǒng)工藝中該工序采用氧化鋁為擔體的脫氧催化劑，該類型催化劑為單一催化機理，完全靠加入的氫脫除氣體中的氧。由于原料氣（污氮）常有劇烈波動，而且加氫調節(jié)閥的調節(jié)受到測氧儀、流量計等儀表相應時間的限制，加氫調節(jié)有一定滯后（1-10分鐘），無法實時的跟蹤原料氣的變化。因此傳統(tǒng)工藝中經(jīng)常會出現(xiàn)產(chǎn)品氣指標短時間大幅超標問題，無法始終保持產(chǎn)品指標合格，常對生產(chǎn)造成嚴重影響。
在本裝置中采用特殊的脫氧催化劑。該催化劑是一種以可變價金屬為擔體擔載貴金屬組分的雙機理脫氧催化劑，可以作為鈀催化劑催化氫與氧反應而脫氧；在氫含量不足的情況下，可以作為脫氧劑直接脫除氣體中的微量氮；在氫含量超標的情況下也可以脫除氣體中的過量氫。該催化劑可在一定的氫、氧濃度下建立一個化學反應速度平衡。當由于原料氣波動這個平衡被破壞后，具有保持平衡，緩沖產(chǎn)品氣波動作用。通過改變擔體的價態(tài)，過氫脫氫，過氧脫氧，可有效的保證在原料氣瞬間劇烈波動的情況下，產(chǎn)品氣的氫氧濃度在設定值附近的一個極小的范圍內變化。這個功能有效的防止了由于加氫滯后導致的產(chǎn)品氣指標超標。該催化劑脫氧深度高，對水抵抗能力強，可廣泛的應用于多重復雜工況下脫氧工作。其反應機理為： 

催化脫氧： 2 H2+O2 →2 H2O

化學脫氧： AO+O2 → AO2

化學脫氫： AO2+ H2 → AO