氮氣純化設備提純

由于原料氮氣的氧含量較高且產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(liao)氣(qi)(qi)(qi)首先與控制量的(de)氫混(hun)合，然(ran)(ran)后通(tong)過(guo)(guo)(guo)原料(liao)氣(qi)(qi)(qi)電加熱(re)器，保(bao)證氣(qi)(qi)(qi)體(ti)溫(wen)度(du)不低于100 oC，再進入催(cui)化脫氧反應器。在催(cui)化劑的(de)作用下(xia)，氫與氧反應生成水(shui)，然(ran)(ran)后經冷(leng)干過(guo)(guo)(guo)濾(lv)去除(chu)產(chan)品氣(qi)(qi)(qi)體(ti)中(zhong)的(de)液態(tai)水(shui)和雜質后，進入終端凈化工(gong)序，深(shen)度(du)脫除(chu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)中(zhong)殘余(yu)的(de)氧和水(shui)。然(ran)(ran)后經過(guo)(guo)(guo)產(chan)品氣(qi)(qi)(qi)過(guo)(guo)(guo)濾(lv)器，通(tong)過(guo)(guo)(guo)產(chan)品氣(qi)(qi)(qi)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，而且加氫調節閥的調節受到測氧儀、流量計等儀表相應時間的限制，加氫調節有一定滯后（1-10分鐘），無法實時的跟蹤原料氣的變化。因此傳統工藝中經常會出現產品氣指標短時間大幅超標問題，無法始終保持產品指標合格，常對生產造成嚴重影響。
在(zai)本裝置中采(cai)用特殊(shu)的(de)(de)脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。該(gai)(gai)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)是(shi)一(yi)種(zhong)以可(ke)(ke)(ke)變價金屬為擔體(ti)擔載貴金屬組分的(de)(de)雙機(ji)理脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，可(ke)(ke)(ke)以作(zuo)為鈀催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)催化(hua)(hua)(hua)氫(qing)(qing)與氧(yang)(yang)反應(ying)(ying)(ying)而脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)；在(zai)氫(qing)(qing)含量(liang)不足(zu)的(de)(de)情(qing)況下，可(ke)(ke)(ke)以作(zuo)為脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)劑(ji)(ji)直接脫(tuo)(tuo)除氣(qi)(qi)體(ti)中的(de)(de)微量(liang)氮；在(zai)氫(qing)(qing)含量(liang)超標的(de)(de)情(qing)況下也可(ke)(ke)(ke)以脫(tuo)(tuo)除氣(qi)(qi)體(ti)中的(de)(de)過(guo)量(liang)氫(qing)(qing)。該(gai)(gai)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)可(ke)(ke)(ke)在(zai)一(yi)定的(de)(de)氫(qing)(qing)、氧(yang)(yang)濃度下建立(li)一(yi)個化(hua)(hua)(hua)學反應(ying)(ying)(ying)速度平衡(heng)(heng)。當由于原料(liao)氣(qi)(qi)波(bo)動這個平衡(heng)(heng)被破壞后，具有保持(chi)平衡(heng)(heng)，緩沖產品氣(qi)(qi)波(bo)動作(zuo)用。通過(guo)改(gai)變擔體(ti)的(de)(de)價態(tai)，過(guo)氫(qing)(qing)脫(tuo)(tuo)氫(qing)(qing)，過(guo)氧(yang)(yang)脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)，可(ke)(ke)(ke)有效(xiao)的(de)(de)保證(zheng)在(zai)原料(liao)氣(qi)(qi)瞬間劇烈(lie)波(bo)動的(de)(de)情(qing)況下，產品氣(qi)(qi)的(de)(de)氫(qing)(qing)氧(yang)(yang)濃度在(zai)設定值附(fu)近的(de)(de)一(yi)個極小的(de)(de)范圍(wei)內(nei)變化(hua)(hua)(hua)。這個功能有效(xiao)的(de)(de)防止了由于加氫(qing)(qing)滯后導致(zhi)的(de)(de)產品氣(qi)(qi)指標超標。該(gai)(gai)催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)深度高，對(dui)水(shui)抵抗能力強，可(ke)(ke)(ke)廣泛的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用于多重復雜(za)工(gong)況下脫(tuo)(tuo)氧(yang)(yang)工(gong)作(zuo)。其反應(ying)(ying)(ying)機(ji)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