如何選擇現場(chǎng)制氮機的氮氣純度

氮氣(N2)在工業(yè)應用中的應用及其產(chǎn)品特性使其成為工業(yè)中最常使用的氣體之一。對于用戶(hù)而言，選擇制氮機或者氮氣時(shí)需考慮輸送系統的選擇、是否符合清潔空氣標準、安全性和純度。在研究這些時(shí)，如果可以準確地選擇所需的最佳氮氣參數可以節省大量資金。

現場(chǎng)制氮機的流程和優(yōu)勢

與高壓鋼瓶相比，現場(chǎng)制氮機更安全、更易于操作，并且與從杜瓦瓶和罐車(chē)中蒸發(fā)液氮相比，具有輸送速度優(yōu)勢。按需生成氣態(tài)氮氣有2種方式，它們?yōu)樽儔何?PSA)和膜系統技術(shù)。至于選擇哪種制氮方式，很大程度上取決于所需氮氣的純度。

需要95%至98%純度氮氣（5%至2%氧氣）的應用，例如防火和防爆，可以使用膜制氮機。其他需要更高純度的制氮機可以考慮采用分子篩制氮機。

變壓吸附（Pressure Swing Adsorption，簡(jiǎn)稱(chēng)PSA）是一種先進(jìn)的氣體分離技術(shù)，在現場(chǎng)供氣方面具有不可替代的地位。吸附劑（稱(chēng)為碳分子篩）是PSA制氮設備的核心部分，利用氣體介質(zhì)中不同組份在吸附劑上的吸附容量的不同，吸附劑在壓力升高時(shí)進(jìn)行選擇性吸附，在壓力減少時(shí)得到脫附再生，如此交替循環(huán)連續不斷地制取產(chǎn)品氮氣。

壓縮空氣首先經(jīng)過(guò)壓縮空氣凈化單元除去油、水、固體雜質(zhì)，接著(zhù)經(jīng)過(guò)加熱器，提高潔凈壓縮空氣溫度后進(jìn)入膜分離器連續制取氮氣。膜分離器由一種聚酯微型中空纖維束集成，纖維束通過(guò)對空氣各成份的不同滲透速率來(lái)分離空氣中的氧氣和氮氣，其中空氣中的O2分子和H2O分子快速滲透過(guò)膜纖維從而被脫附掉，而N2分子經(jīng)過(guò)中空纖維微孔得到集束。在控制系統控制下實(shí)現連續穩定的輸出產(chǎn)品氮氣。

工業(yè)應用中規定的純度

盡管現場(chǎng)制氮可產(chǎn)生純度高達99.999%的N2，但如果用戶(hù)將氮氣純度與應用所需的純度相匹配，則可以顯著(zhù)節省資金和能源。實(shí)際上，對于許多應用而言，并不需要99.9%或更高的純度。

氮氣用于延長(cháng)食品和飲料產(chǎn)品的保質(zhì)期并保持風(fēng)味、顏色和香氣，包括休閑食品包裝、咖啡包裝和葡萄酒裝瓶。大多數產(chǎn)品指定的純度水平在98-99.5%之間。許多產(chǎn)品的包裝都充滿(mǎn)了氮氣，這是一種無(wú)味的添加物。當包裝中的氧氣被氮氣取代時(shí)，產(chǎn)品可以經(jīng)受更長(cháng)的運輸距離而不會(huì )損失風(fēng)味。氮氣有時(shí)會(huì )與CO2或少量O2混合，形成氣調包裝，以抑制肉類(lèi)、魚(yú)類(lèi)或家禽中特定細菌的生長(cháng)。其他產(chǎn)品，如食用油，用氮氣覆蓋，以防止氧氣引起酸敗。在葡萄酒生產(chǎn)中，氮氣用于發(fā)酵原料的覆蓋和裝瓶。瓶子用氮氣吹掃，裝滿(mǎn)葡萄酒，并在塞上軟木塞之前用更多的氮氣覆蓋。

金屬工業(yè)對氮的重視有多種用途。在鋁脫氣中，熔融金屬用氮氣噴射，排出可能導致氣態(tài)夾雜的氫氣。在鋁擠壓中，惰性氮氣可防止氧化物的形成。激光切割使用氮氣吹掉熔渣并最大限度地減少切割處的氧化，同時(shí)吹掃激光波紋管以清除鏡子上的灰塵并清除H2O和CO2，防止吸收激光能量并使切割模糊。熱處理金屬需要惰性氣氛，例如氮氣。純度范圍從鋁脫氣的97%到熱處理和鋁擠壓的99.5%或更高。對于激光切割，氮氣的純度可低至99.95%或更低，具體取決于被切割的材料和厚度。

石油和天然氣以及石化行業(yè)面臨安全問(wèn)題，氮氣的惰性特性很好地滿(mǎn)足了這些問(wèn)題。這些行業(yè)的純度水平通常在95-99%之間。防火和防爆覆蓋通過(guò)引入氮氣成功地去除了氧氣?；瘜W(xué)品罐通常用氮氣覆蓋以防止火災或爆炸。在石油和天然氣行業(yè)的上游和中游區域，有多種用途，從管道的清潔和檢查到立管張緊器的加壓，用于保持浮動(dòng)或系留鉆井平臺的穩定性。在管道內，氣封渦輪機通常使用氮氣墊進(jìn)行密封。氮氣可防止天然氣泄漏，并在發(fā)生任何輕微泄漏時(shí)抑制火災風(fēng)險。

制藥行業(yè)依靠氮氣的惰性特性來(lái)確?；瘜W(xué)品和包裝的安全性和無(wú)菌性，平均純度水平為97-99.99%。在產(chǎn)品轉移中，氮氣用于吹掃容器以消除污染。使用氮氣進(jìn)行化學(xué)覆蓋有助于最終藥物產(chǎn)品的穩定性。密封包裝注入氮氣以保持藥物的新鮮度。在整個(gè)制藥過(guò)程中使用的去離子水被覆蓋以通過(guò)防止暴露于CO2來(lái)確保恒定的pH值。

塑料的開(kāi)發(fā)需要氮氣的低露點(diǎn)干燥和惰性特性以用于成型和擠出工藝。該行業(yè)的氮氣純度范圍為95-99.5%。在注塑成型中，吹掃顆粒料斗和防止螺桿滲碳是通過(guò)引入氮氣實(shí)現的。在氣體輔助注塑成型中，加壓氮氣有助于填充零件并消除收縮。吹膜擠出使用氮氣吹掃和噴霧干燥產(chǎn)品。

發(fā)電行業(yè)具有高度的安全和維護意識。氮有助于去除氧氣和防止腐蝕。在鍋爐循環(huán)期間，根據ASME指南，熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)的正確鋪層包括氮氣以避免鍋爐腐蝕和點(diǎn)蝕。已經(jīng)斷電的鍋爐被覆蓋并用氮氣噴射以防止腐蝕。氮氣通常用于覆蓋和噴射軟化水箱，以防止軟化水受到CO2污染。用氮氣吹掃天然氣管線(xiàn)可以進(jìn)行維修或閥門(mén)安裝，而無(wú)需擔心火災。在整個(gè)發(fā)電領(lǐng)域，氮氣純度通常在95-98%之間，在鍋爐閑置中高達99.6%。

在電子裝配行業(yè)，氮氣用于保持焊料清潔和無(wú)煙灰，特別是在選擇性焊料和波峰焊工藝中，本行業(yè)純度可高達99.999%。

氮氣的其他應用是在需要其惰性和清除氧氣的各個(gè)領(lǐng)域?？梢詫⒚旱V或其他礦井隔開(kāi)并充入氮氣以清除氧氣并防止爆炸。汽車(chē)油漆覆蓋和噴漆氮氣加速干燥并改善產(chǎn)品光潔度。博物館的文物和古董通常存放在氮氣環(huán)境中，以保存和保護它們的表面。