制氮機(jī)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用選型
一、各行業(yè)對(duì)氮?dú)獾囊?
a 冶金、金屬加工行業(yè)
這些行業(yè)有的需要純度大于99.5%的氮?dú)猓械膭t要求純度大于99.9995%、露點(diǎn)低于-65℃的高品質(zhì)氮?dú)狻?
b 化工、新材料行業(yè)
對(duì)氮?dú)饧兌纫蟛桓撸芏嗉兌却笥?8%就可使用。
c 食品、醫(yī)藥行業(yè)
食品行業(yè)對(duì)氮?dú)獾囊蟛桓撸芏?8%以上純度就可滿足要求，醫(yī)藥行業(yè)通常要求純度為99.99%的氮?dú)狻?
d 電子行業(yè)
對(duì)氮?dú)庖笠话惚容^高，通常需要99.9%或99.99%、以及99.99%以上的氮?dú)狻?
二、各種制氮機(jī)之間的對(duì)比
深冷空分制氮機(jī)
深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮方法，已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料，經(jīng)過(guò)壓縮、凈化，再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液氧和液氮的沸點(diǎn)不同(在1大氣壓下，前者的沸點(diǎn)為-183℃，后者的為-196℃)，通過(guò)液空的精餾，使它們分離來(lái)獲得氮?dú)?。深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大，基建費(fèi)用較高，設(shè)備一次性投資較多，運(yùn)行成本較高，產(chǎn)氣慢(12～24h)，安裝要求高、周期較長(zhǎng)。綜合設(shè)備、安裝及基建諸因素，3500Nm3/h以下的設(shè)備，相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低20%～50%。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮，而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟(jì)。
變壓吸附制氮機(jī)
以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運(yùn)用變壓吸附原理，利用碳分子篩對(duì)氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法，通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮技術(shù)。與傳統(tǒng)制氮法相比，它具有工藝流程簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、產(chǎn)氣快(15～30分鐘)、能耗低，產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作維護(hù)方便、運(yùn)行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點(diǎn)，故在1000Nm3/h以下制氮設(shè)備中頗具競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越得到中、小型氮?dú)庥脩舻臍g迎，PSA制氮已成為中、小型氮?dú)庥脩舻氖走x方法。
膜空分制氮機(jī)
以空氣為原料，在一定壓力條件下，利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來(lái)使氧和氮分離。和其它制氮設(shè)備相比它具有結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、體積更小、無(wú)切換閥門、維護(hù)量更少、產(chǎn)氣更快(≤3分鐘)、增容方便等優(yōu)點(diǎn)，它特別適宜于氮?dú)饧兌取?8%的中、小型氮?dú)庥脩簦凶罴压δ軆r(jià)格比。而氮?dú)饧兌仍?8%以上時(shí)，它與相同規(guī)格的PSA制氮機(jī)相比價(jià)格要高出15%以上
三、影響制氮機(jī)成本的因素
1.整套系統(tǒng)一次性投資;
2.分子篩使用壽命;
3.使用過(guò)程中所需的配件壽命及費(fèi)用;
4.操作維護(hù)、保養(yǎng)費(fèi)用及電、水、壓縮空氣耗用量;
四、影響制氮機(jī)穩(wěn)定性因素
制氮機(jī)是涉及機(jī)、電、儀表集一體高科技術(shù)產(chǎn)品，在長(zhǎng)期使用中設(shè)備的穩(wěn)定尤其重要。我們從制氮機(jī)的組成不難看出，影響穩(wěn)定性有以下兩點(diǎn)： 1、 控制閥門： 對(duì)于變壓吸附制氮機(jī)來(lái)講，閥門必須具有以下幾點(diǎn)性能： a.材質(zhì)性能好，絕對(duì)不漏氣; b.在接受控制信號(hào)的0.02秒內(nèi)完成開(kāi)或關(guān)動(dòng)作; c.能承受頻繁的開(kāi)、關(guān)，保證足夠長(zhǎng)的使用壽命; 1.1、閥門故障根源 正常的使用情況下，每只程控閥門在每一個(gè)周期(120秒左右)必須開(kāi)關(guān)一次，按制氮機(jī)每年300個(gè)工作日計(jì)算，每天24小時(shí)連續(xù)動(dòng)行，吸附與解吸周期為4分鐘計(jì)，那么每只閥門每年需要開(kāi)、關(guān)20多萬(wàn)次。而只要其中一只閥門出現(xiàn)故障都會(huì)影響整臺(tái)設(shè)備正常。所以閥門連續(xù)使用壽命是制氮機(jī)穩(wěn)定可靠的最重要一環(huán)節(jié)。
五、碳分子篩性能指標(biāo)
a.硬度 b.產(chǎn)氮量(Nm3/T-h) c.回收率(N2/Air)%
d.填裝密度 以上指標(biāo)碳分子篩生產(chǎn)廠家均已在出廠時(shí)注明，但只能作為參考數(shù)據(jù)，如何使碳分子篩發(fā)揮最大效能，這跟每個(gè)制氮廠家的工藝流程以及吸附塔高徑比有著直接的關(guān)系，同時(shí)保證分子篩的使用壽命就很有講究
六、空氣中油、水對(duì)分子篩的影響
由于空氣含一定水和油蒸汽，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)后，如果不經(jīng)嚴(yán)格空氣凈化處理，油蒸汽容易被碳分子篩所吸附，并難以脫附，填塞分子篩孔徑，導(dǎo)致分子篩“中毒”失效。所以在壓縮空氣進(jìn)入吸附塔前設(shè)置嚴(yán)格空氣凈化裝置，是保證分子篩使用壽命必不可少的一環(huán)。水對(duì)分子篩來(lái)講雖然不是致命的，但會(huì)使分子篩吸附“負(fù)荷”增加，即影響其吸附O2、CO2之能力，因此壓縮空氣干燥除水，是提高分子篩吸附能力和穩(wěn)定不可忽視的問(wèn)題。
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