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专业制氮机开启现场制气的优势

你知道吗,我们呼吸的空气中大部分是氮气?每个人都需要氧气来生存,然而空气中78%是氮气,只有21%的氧气和少量的其它气体。虽然人体不需要氮气,但它在各种工业应用中都会用到。简单地说,正是由于空气是一个无限的氮气来源,你只要需要付出较小的成本即可生产出您所需纯度的氮气。


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01 如何获取氮气?


当你的工厂生产中需要用到氮气和氧气这样的工业气体时,你可能想到的第一个解决方案就是去买瓶装氮气或氧气。然而,其实还有很多很好的选择,例如购买专业制氮机。在这篇文章中,我们将讨论瓶装氮气、液氮、PSA或膜式专业制氮机现场制氮三种提供氮气的方式。


02 通过第三方供应商获取氮气


1)瓶装氮气

第一种选择是从氮气生产商那里购买瓶装氮气。这个过程非常简单:您根据生产需要的氮气用量订购所需的氮气,供应商将其大而重的瓶子运送给您。由低温氮气厂产生的液态氮气和氧气在非常高的压力(300巴)下装瓶而后在客户处可降低压力转化为气态氮气和氧气。这意味着很多氮气可以储存在一个相对较小的瓶子里。但因为需要承受高压,所以瓶子的壁厚非常厚。这些瓶子被放在架子上用卡车运送到目的地,用完后的空瓶子由气体公司再收回。


优势

· 如果你的氮气用量较少,这是一个非常简单的解决方案

· 由于氮气是现场存储的,适合于有峰值应用的场合

· 安装非常简单。

劣势

· 由于瓶子是由厚重的钢铁制成的(而且氮气几乎没有重量),气体公司虽然是运送气体但实际输运成本基本都花在了运输钢瓶上,这样的方式不环保。

· 瓶内的气体永远不可能用尽。如果工作压力是10bar,只有当瓶子中的压力大于10bar时,你才有气可用。“剩余”气体留在瓶子里且被气体公司当“空”瓶子回收回去。

· 价格相对比较高,因为气体公司为了把氮气送到你这里需要花费很多的成本:比如在产生气体后需要压缩装瓶、把沉重的装有氮气的瓶子运送给你、用完后他们需要把空瓶子运回。

· 如果生产过程不允许中断,需要一个特殊的瓶架切换系统。

· 受安规要求限制(重型钢材处理,高压)。

· 供气稳定性完全依赖于气体公司。

· 不适合高耗气量


2)液氮

第二种选择是在你的工厂安装一个专业制氮机的液氮储存罐,并由气体公司按时将其充满。这些储存罐可以租用(比如从气体公司租用)或购买,而且必须配置一个蒸发器厚您方能正常获取氮气。蒸发器是把液氮转化成可用的气态氮气。就像瓶装氮气,需要用卡车将其运送到你的工厂,只是在这种情况下氮气是用一辆大型保温罐车运输的。然后将液氮从卡车泵入现场的液氮储存罐中。也可以订购小罐的液氮,以满足很小的用气需求,这些小罐被称为杜瓦罐。就像瓶装氮一样,只不过液氮是由低温氮厂生产的。


优势

· 由于氮气是现场存储的,适合于有峰值应用的场合

· 在大多数情况下,比瓶装氮气更划算

· 小容量变化调整相对容易,但如果您的生产氮需求增加较大,需要确保蒸发器有足够的处理能力以不产生冰冻方可

劣势

· 罐体绝热从来都不是绝对绝热的。这意味着液体气体会升温,在罐内蒸发压力会上升,直到安全阀打开并释放一部分气体。这被称为蒸发损失

· 通常需要气体公司签订长期合同(通常为5-7年)

· 除了储存罐,还需要特殊的基建(在发生泄漏时能够经受住极端低温)和蒸发器

· 不环保

· 受安规要求限制(液氮温度为-196°C,使用液氮有冻伤风险)

· 当氮气消耗量高于标称值或室外寒冷时,蒸发器可能会冻结


*蒸发损失是浪费。当氮气消耗量比原计算值小的时候,罐中的压力就会上升,蒸发损失就会发生。如果完全没有用气需求,每天的蒸发损失将高达罐内剩余气量的1%。为了抵消这些损失,需要定期加满液氮(通常每周一次)。


3)现场制氮

当您的氮气消耗量非常大时,气体公司可能会在您的生产现场安装(小型)低温制氮设备。这和生产瓶装氮气和液氮是同一类型的生产方式。


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如何实现现场制氮?

与之前谈到获得氮气的方法不同,现场制氮并不需要低温过程。极端温度在采用膜式制氮或变压吸附(PSA)制氮中不会产生。这种制氮机将空气带入其内部零部件中以不同的方式将空气进行分离。PSA制氮和膜制氮是两种不同的技术,但它们都需要压缩空才能实现制氮。由于这两种技术与低温制氮完全不同,所产生的氮气纯度也会不同。低温制氮可生产固定且非常高的纯度的氮气。现场制氮的优势是可按照您的氮气纯度需求进行调节,但想获得和低温制氮相同纯度的氮气效率是极低的。使用这两种制氮方式,获取越高纯度的氮气需要更多压缩空气,进而需要消耗更多电能,从而导致更高的运营成本。话虽如此,对于大多数应用和公司来说,低温液氮的纯度明显超规了。


优势

· 很多情况下,现场制氮是总成本最低的解决方案

· 纯度可按需调节,且总成你与氮气或氧气纯度要求的降低而降低

· 不依赖于气体公司

· 用气成本非常稳定,只会受到电价变化的影响

· 不受安规限制(没有低温或高压)

· 无浪费(没有“空瓶”内剩余气体,没有蒸发损失),按需生产

· 与其他选择相比,更环保

· 与其他选择相比,更环保

劣势

· 必须采取特殊措施以满足峰值需求(如缓冲罐、高压缓冲罐、液化气缓冲罐)

· 气体消耗量的增加若超过了安装的设计容量,对整个供气品质的影响较液氮和瓶装氮气要大

· 如果系统设备来自不同的供应商,沟通和服务成本可能更高

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