氮气纯化设备提纯

由于原料氮气的氧含量较高且产品氮气纯度要求大于99.999%，氮气纯化装置而且对于氮气中的含氢量有严格的要求，因而本装置工艺流程采用前端控制加氢脱氧，终端深度脱氧净化的工艺路线。装置由加氢脱氧工序和终端净化工序组成，工艺流程见附图。
原料气首先与控制量的氢混合，然后通过原料气电加热器，保证气体温度不低于100 oC，再进入催化脱氧反应器。在催化剂的作用下，氢与氧反应生成水，然后经冷干过滤去除产品气体中的液态水和杂质后，进入终端净化工序，深度脱除气体中残余的氧和水。然后经过产品气过滤器，通过产品气出口送出。

4.2加氢脱氧工序说明

4.2.1 工序原理

氢与氧在脱氧催化剂的作用下反应生成水，从而达到脱氧的目的。在传统工艺中该工序采用氧化铝为担体的脱氧催化剂，该类型催化剂为单一催化机理，完全靠加入的氢脱除气体中的氧。由于原料气（污氮）常有剧烈波动，而且加氢调节阀的调节受到测氧仪、流量计等仪表相应时间的限制，加氢调节有一定滞后（1-10分钟），无法实时的跟踪原料气的变化。因此传统工艺中经常会出现产品气指标短时间大幅超标问题，无法始终保持产品指标合格，常对生产造成严重影响。
在本装置中采用特殊的脱氧催化剂。该催化剂是一种以可变价金属为担体担载贵金属组分的双机理脱氧催化剂，可以作为钯催化剂催化氢与氧反应而脱氧；在氢含量不足的情况下，可以作为脱氧剂直接脱除气体中的微量氮；在氢含量超标的情况下也可以脱除气体中的过量氢。该催化剂可在一定的氢、氧浓度下建立一个化学反应速度平衡。当由于原料气波动这个平衡被破坏后，具有保持平衡，缓冲产品气波动作用。通过改变担体的价态，过氢脱氢，过氧脱氧，可有效的保证在原料气瞬间剧烈波动的情况下，产品气的氢氧浓度在设定值附近的一个极小的范围内变化。这个功能有效的防止了由于加氢滞后导致的产品气指标超标。该催化剂脱氧深度高，对水抵抗能力强，可广泛的应用于多重复杂工况下脱氧工作。其反应机理为： 

催化脱氧： 2 H2+O2 →2 H2O

化学脱氧： AO+O2 → AO2

化学脱氢： AO2+ H2 → AO