制氮機(jī)原理、分類、特點、用途及結(jié)構(gòu)等知識

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制氮機(jī)原理

空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮過濾后進(jìn)入高分子膜過濾器，由于各種氣體在膜中溶解度和擴(kuò)散系數(shù)不同，導(dǎo)致不同氣體在膜中相對滲透速率不同。根據(jù)這一特性，可將各種氣體分為“快氣”和“慢氣”。當(dāng)混合氣體在膜兩側(cè)壓力差的作用下，滲透速率相對快的氣體，如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過膜后，在膜的滲透側(cè)被富集，而滲透速率相對較慢的氣體，如甲烷、氮氣、一氧化碳和氬氣等氣體則被滯留在膜的側(cè)被富集，從而達(dá)到混合氣體分離的目的。

 

制氮機(jī)分類

1、深冷空分制氮

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不同(在1大氣壓下，前者的沸點為-183℃，后者的為-196℃)，通過液空的精餾，使它們分離來獲得氮氣。深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大，基建費用較高，設(shè)備一次性投資較多，運行成本較高，產(chǎn)氣慢(12~24h)，安裝要求高、周期較長，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)。

2、分子篩空分制氮

以空氣為原料，以碳分子篩作為吸附劑，運用變壓吸附原理，利用碳分子篩對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，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、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、運行成本較低、裝置適應(yīng)性較強(qiáng)等特點，故在1000Nm3/h以下制氮設(shè)備中頗具競爭力，越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎，PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的首選方法。

3、膜空分制氮

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)更為簡單、體積更小、無切換閥門、維護(hù)量更少、產(chǎn)氣更快(≤3分鐘)、增容方便等優(yōu)點，它特別適宜于氮氣純度≤98%的中、小型氮氣用戶，有最佳功能價格比。而氮氣純度在98%以上時，它與相同規(guī)格的PSA制氮機(jī)相比價格要高出15%以上。

 

制氮機(jī)特點

1、產(chǎn)氮氣方便快捷：

先進(jìn)的技術(shù)，獨特的氣流分布器，使氣流分布更均勻，高效地利用碳分子篩，20分鐘左右即可提供合格的氮氣。

2、使用方便：

設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、整體撬裝，占地小無需基建投資，投資少，現(xiàn)場只需連接電源即可制取氮氣。

3、比其它供氮方式更經(jīng)濟(jì)：

PSA工藝是一種簡便的制氮方法，以空氣為原料，能耗僅為空壓機(jī)所消耗的電能，具有運行成本低、能耗低、效率高等優(yōu)點。

4、機(jī)電一體化設(shè)計實現(xiàn)自動化運行：

進(jìn)口PLC控制全自動運行，氮氣流量壓力純度可調(diào)并連續(xù)顯示，可實現(xiàn)無人值守。

5、運用范圍廣：

金屬熱處理過程的保護(hù)氣，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)用氣及各類儲罐、管道的充氮凈化，橡膠、塑料制品的生產(chǎn)用氣，食品行業(yè)排氧保鮮包裝，飲料行業(yè)凈化和覆蓋氣，醫(yī)藥行業(yè)充氮包裝及容器的充氮排氧，電子行業(yè)電子元件及半導(dǎo)體生產(chǎn)過程的保護(hù)氣等。純度、流量、壓力穩(wěn)定可調(diào)，滿足不同客戶的需要。

 

制氮機(jī)用途

1、石油天然氣行業(yè)專用制氮機(jī)適用于大陸石油及天然氣開采、沿海及深海石油及天然氣開采中的氮氣保護(hù)、輸送、覆蓋、置換、搶險、維修、注氮采油等領(lǐng)域，具有安全性高、適應(yīng)強(qiáng)、連續(xù)性生產(chǎn)待特點。

2、化工行業(yè)專用制氮機(jī)適用于石油化工、煤化工、鹽化工、天然氣化工、精細(xì)化工、新材料等及其衍伸化工產(chǎn)品加工行業(yè)，氮氣主要用于覆蓋、吹掃、置換、清洗、壓力輸送、化學(xué)反應(yīng)攪動、化纖生產(chǎn)保護(hù)、充氮保護(hù)等領(lǐng)域。

3、冶金行業(yè)專用制氮機(jī)適用于熱處理、光亮退火、保護(hù)加熱、粉末冶金、銅材鋁材加工、磁性材料燒結(jié)、貴金屬加工、軸承生產(chǎn)等領(lǐng)域。具有純度高、連續(xù)生產(chǎn)、部分工藝要求氮氣含一定量的氫以增加光亮度等特點。

4、煤礦行業(yè)專用制氮機(jī)適用于煤炭開采中的防火滅火、瓦斯及煤氣稀釋等領(lǐng)域，具有地面固定式、地面移動式、井下移動式三種規(guī)格，充分滿足不同工況下的氮氣需求。

5、橡膠輪胎行業(yè)專用制氮機(jī)適用于橡膠及輪胎生產(chǎn)硫化過程中的氮氣保護(hù)、成型等領(lǐng)域，特別是在全鋼子午線輪胎生產(chǎn)中，用氮氣硫化新工藝已逐步取代蒸汽硫化工藝，具有氮氣純度高、連續(xù)性生產(chǎn)、氮氣壓力較高等特點。

6、食品行業(yè)專用制氮機(jī)適用于糧食綠色倉儲、食品充氮包裝、蔬菜保鮮、酒類封(罐)裝和保存等。

7、防爆型制氮機(jī)適用于化工、石油天然氣等對設(shè)備有防爆要求的場所。

8、制藥行業(yè)專用制氮機(jī)主要用于藥品生產(chǎn)、儲存、封裝、包裝等領(lǐng)域。

9、電子行業(yè)專用制氮機(jī)適用于半導(dǎo)體生產(chǎn)封裝、電子元器件生產(chǎn)、LED、LCD液晶顯示器、鋰電池生產(chǎn)等領(lǐng)域，制氮機(jī)具有純度高、體積小、噪聲低、能耗低等特點。

10、集裝箱式制氮機(jī)適用于石油、天然氣、化工及其它相關(guān)領(lǐng)域，即有適應(yīng)性強(qiáng)、可移動作業(yè)等特點。

11、車載移動式制氮車適用于石油天然氣行業(yè)的開采、管道吹掃、置換、應(yīng)急搶險、易燃?xì)怏w、液體的稀釋等領(lǐng)域、分為低壓、中壓、高壓系列，具有機(jī)動性強(qiáng)、可移動作業(yè)等特點。

12、汽車輪胎沖氮氮氣機(jī)，主要用于汽車4S店、汽車維修廠的汽車輪胎沖氮，可延長輪胎使用壽命，降低噪音和油耗。

 

制氮機(jī)結(jié)構(gòu)

變壓吸附制氮設(shè)備包括：空氣凈化組件、空氣儲罐、氮氧分離系統(tǒng)、氮氣緩沖系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)五大部分組成。      

1、空氣凈化組件由管道過濾器、精過濾器、超精過濾器、冷凍干燥機(jī)、除油器等組成，其作用是除去壓縮空氣中的塵埃、水和油，為氮氧分離系統(tǒng)提供清潔的原料——空氣。      

2、空氣儲罐組件由空氣儲罐、安全閥、球閥等組成，其作用是保證系統(tǒng)用氣平穩(wěn)外，還可以降低壓縮空氣的出氣溫度，使壓縮空氣中水、油等雜質(zhì)隨壓縮空氣溫度的降低而分離出來，有利于延長后處理設(shè)備壽命，同時提高壓縮空氣的品質(zhì)。      

3、氮氧分離系統(tǒng)是制氮設(shè)備的主要部件，由兩個交替工作的吸附塔（塔內(nèi)裝碳分子篩）和氣動閥、節(jié)流閥、消音器等組成。根據(jù)碳分子篩對空氣中主要成分氧氣和氮氣的吸附速率不同，在加壓吸附和降壓脫附過程中實現(xiàn)氮氧分離，而加壓吸附與降壓脫附過程由可編程控制器按一定程序控制電磁閥并由電磁閥控制相應(yīng)的氣動閥自動運行。     

4、氮氣緩沖系統(tǒng)主要由緩沖罐、粉塵過濾器、流量計、調(diào)壓閥、氣動閥、節(jié)流閥、氮氣純度分析儀等組成。其主要作用是使氮氣壓力、純度和流量平穩(wěn)，氮氣純度分析儀可即時測出氮氣純度，并自動控制氣動閥將不合格氮氣排空。

 

制氮機(jī)操作步驟    

1、開機(jī)步驟：  

打開電源開關(guān)→打開干燥機(jī)→打開制氮機(jī)→打開空壓機(jī)→打開測氮儀→按制氮機(jī)啟動鍵（當(dāng)壓力在0.3以上）→打開放氣閥（等到壓力到0.8且氮氣純度到99.9關(guān)閉放氣閥）→接通儲氣罐→打開儲氣罐氮氣出口開關(guān)。

2、關(guān)機(jī)步驟：  

關(guān)閉空壓機(jī)→關(guān)閉儲氣罐入氣開關(guān)→關(guān)閉干燥機(jī)→關(guān)閉測氮儀→關(guān)閉制氮機(jī)→關(guān)閉總電源。備注：每次包裝結(jié)束后關(guān)閉氮氣出口開關(guān)，下次可繼續(xù)使用。

 

制氮機(jī)注意事項

1、定期排水，排水口處于儲氣罐下方；

2、定期檢查各連接處與法蘭是否具有密封性，是否有跑冒滴漏等現(xiàn)象，如果有，則停機(jī)排除，再開機(jī)；

3、檢查各個壓力表是否正常，是否在檢驗期內(nèi)，有無磨損與模糊不清情況；  

4、定期檢測安全閥是否符合工藝參數(shù)；

5、做好清潔衛(wèi)生。

 

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