工业生产中的知识带你了解制氮机

氮气的化学性质

氮气,化学式为N2,通常状况下是一种无色无味的气体,而且一般氮气比空气密度小。氮气占大气总量的78.08%(体积分数),是空气的主要成份之一。在标准大气压下,氮气冷却至-.8℃时,变成无色的液体;冷却至-.8℃时,液态氮变成雪状的固体。氮气的化学性质不活泼,常温下很难跟其他物质发生反应,但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化,用来制取对人类有用的新物质。

制氮设备

在社会生产活动中,利用氮气的化学性质,氮气被广泛的应用在各行各业。比如:电子芯片行业、激光切割,食品保鲜,粮库、化工、石化、锂电、半导体、医药等等。面对各行各业的使用需求,制取氮气的设备就是关键。

如今随着科学技术的发展,市面上氮气制取的设备主要有三种:

1、深冷制氮:主要是利用不同气体的沸点不同,通过低温分馏,得到液氮。(参考化学性质中提到的温度)

2、膜分离制氮:类似于过滤器,利用氧氮分子对膜的渗透能力的不同,富集氮气达到一定的氮气浓度,一般浓度不高于99%,运用范围比较小。(本文不做过多介绍)

3、PSA变压吸附制氮:PSA气体分离技术是非低温气体分离技术,利用压缩空气为原料,碳分子筛为媒介,利用氧分子直径<氮分子、氧氮分子大小不同,氧分子可以进入分子筛表面的微孔被吸附,氮分子不能进入而从堆积的分子筛间隙通过,再通过快速排空减压将吸附在分子筛表面的氧分子脱附,排空于大气中。配合一定的程序循环切换,可以将氮气纯度制取到95-99.%的纯度(体积比)。三十年来该技术发展较快,技术日趋成熟,在中小型制氮领域已成为深冷空分的强有力竞争对手。

氮气设备的选型

制氮机出气量:

5立方制氮机、10立方制氮机、20立方制氮机、30立方制氮机、40立方制氮机、50立方制氮机、60立方制氮机、80立方制氮机、立方制氮机、立方制氮机、立方制氮机、立方制氮机、立方制氮机、立方制氮机、立方制氮机、立方制氮机、立方制氮机、立方制氮机、0立方制氮机、0立方制氮机、0立方制氮机、0立方制氮机、0立方制氮机。

1、不管选择什么类型的制氮机设备,我们都必须知道以下几个参数:即氮气纯度、氮气流量、氮气压力、氮气露点。

①氮气纯度,氮气一般作为工艺气体,有别于我们的压缩空气作为动力气源,必须达到一定的压力和气量。氮气一般直接接触产品隔绝产品周边氧气,在发生高温、焊接、切削等动作时,降低被氧化的风险,保证加工后的产品品质。②氮气流量,即客户使用氮气的用量(氮气流量单位:Nm3/h或NL/min,其中N表示标准状况俗称标况:20℃、pa,为1个标准大气压)氮气用量也是保证生产时的必须条件。③氮气压力,用于输送氮气到使用点。氮气压力高低影响氮气的流量大小,条件不变时压力越高流量越大。④氮气露点,即氮气的含水量。氮气在直接接触产品时也是有一定露点(含水量指标)要求的,否则同样会影响产品品质。

2、当知道客户提供的以上4个指标后,如何有效的为客户选择配套设备:

①液氮(形似于我们常见水,无色液体),温度为-℃左右,如此低的温度大部分行业是不能直接使用,必须通过空温气化装置将液氮气化,达到常温状态才能使用。因为液氮形似于水,体积被压缩(每吨液氮根据使用压力不同可以气化出-Nm3,纯度99.5%氮气),方便运输,通过气化装置可以快速提供大量的氮气,同时液氮有较低的压力露点(约-70℃),所以液化氮气如此高的指标可以满足各行各业使用。

②但是液氮的使用门槛也比较高。例如用量太小可能只能买散装,瓶装的氮气成本非常高;液氮需要专用的使用场地(土建)和专用储存设备和气化设备,特种设备使用登记证书,有每月最低消费用量,用量不稳定的不划算。液化氮气都是一样的性能指标,那么对于低纯度(例如99.9%纯度)的使用者又增加了使用成本。

③PSA变压吸附制氮可以根据用量需求定制不同大小的制氮设备,同时配置相应的空压机、干燥机就能得到氮气。不管是95%、99%、99.99%还是99.5%的纯度都有相应的设备规格满足。而压力不管是0.1MPa,还是30MPa也都可以得到。

例如:Nm3/H-99.99%制氮机空气消耗量计算:/60*4.9=8.8m3/min(其中60为60min,4.9为空氮比数。9.6m3/min为实时消耗量,根据干燥机耗气量空压机选型应放大10%-30%)

如干燥机部分配有吸干机产生气耗,需放大30%,则空压机最少选择12.5m3/min的排量,参照此流量选择相应的空压机功率75KW即可。

空压机流量算出来以后,可以得到整体管道内的气体压力(如压缩空气压力最高0.8MPa,则氮气压力最高0.7MPa)。

干燥净化部分根据成品氮气的露点要求配置。

1)露点无要求,可单独配置冷干机。由于碳分子筛也有一定吸附水分子的作用,此配置成品氮气压力露点在-30℃以下。但是碳分子筛长期使用含水量相对较高的压缩气体,会使碳分子筛软化,加速衰减,降低使用寿命。

2)建议大家在制氮机前端配置吸附式干燥机,经吸干机处理后的压缩空气压力露点在-30~-40℃之间,含水、含油量极低,对碳分子的污染可以忽略不计,可大大延长碳分子的使用寿命、降低制氮机阀件故障率。

3)如果需要更低的露点,可以将干燥机放大、或者定制低露点的吸干机,就可以达到-50~-70℃的成品氮气露点。

应用行业:

中小型制氮机,移动式制氮机,空气制氮机,原料空气制氮机,产量从3-0Nm3/h,纯度从95%--99.5%的氮气,可广泛应用于化工、电子、纺织、煤炭、石油、天然气、医药、食品、玻璃、机械、粉未冶金、磁性材料等行业。

运用范围广:金属热处理过程的保护气,化学工业生产用气及各类储罐、管道的充氮净化,橡胶、塑料制品的生产用气,食品行业排氧保鲜包装,饮料行业净化和覆盖气,医药行业充氮包装及容器的充氮排氧,电子行业电子元件及半导体生产过程的保护气等。纯度、流量、压力稳定可调,满足不同客户的需要。制氮机技术指标空压机压力:0.6-1.0Mpa氮气流量:3-0Nm3/h氮气纯度:90%-99.5%




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