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變壓吸附制氮設備在橡膠輪胎行業的應用

時間:2005-07-02

關鍵詞:變壓吸附制氮設備膠輪行業應用來源：www.newmaker.com

        溫州瑞氣空分設備有限公司于1979年開始從事變壓吸附制氮設備的開發、制造及應用研究，20多年以來，已成為國內常溫空分領域規模最大的設備制造商。產品遍布石油、化工、電子、磁材、玻璃、金屬熱處理、冶金、食品保鮮、醫藥、化肥、塑料、輪胎、煤炭、海運、航天等行業，至今已推廣1000多套變壓吸附裝置和500多套其它裝置。瑞氣空分設備有限公司是專業從事氣體分離技術和提純技術研究、開發及應用的企業。其主導產品有常溫空分制氮，常溫空分制氧，氣體純化等設備。

         2000年，瑞氣研制成功變壓吸附制氮RV－L新型專利流程，并通過浙江省科委鑒定。該流程摒棄了業界普遍使用的上下等勢均壓，采用等勢均壓與不等勢均壓相結合的方式，即上部為等勢均壓而中下部為交叉不等勢均壓。如圖所示：它完全結合流程及分子篩的優勢，能將氮氣回收率提高9.5～45%，產品氮氣的純度越高其效果越明顯。當氮氣純度為97%時，其氮氣回收率可提高9.5%以上，而氮氣純度為99.999%時，則可提高45%以上，即生產59氮氣的空氮比可達到7.1∶1，而以往國內行業水平只能達到10.5∶1。

        上世紀八十年代以來，國產變壓吸附制氮設備逐步取代了進口PSA及深冷空分制氮的部分市場，瑞氣制氮設備的應用領域也有了很大的拓展，特別是在石化、化工、紡織行業的廣泛應用。隨著國民經濟的快速發展，投資較大的項目在全國各地如雨后春筍般涌現，如橡膠、聚脂、紡織項目較為突出。它們一般要求配套設備生產周期短，而且用戶因為考慮到資金及市場等不可控因素，往往是分期投資，每一期項目用氣量不會很大，故不適合采用深冷制氮方式。此時中小型PSA制氮方式以它的投資成本低、交貨期短、設備操作維護簡便等優點，成為大部分用戶的首選。

         現將制氮系統設備在橡膠行業的典型應用作簡單介紹：

        橡膠輪胎硫化工藝中，以往均采用水蒸汽來給膠囊充壓，這大大降低了膠囊的使用壽命，國外一般采用99.99%純度的氮氣注入膠囊，有效提高了膠囊的使用次數。從用氣成本和膠囊成本綜合考慮，明顯優于老的工藝方法。瑞氣制氮系統采用如圖所示流程，空氣壓縮機排出的壓縮空氣經壓縮空氣凈化組件除油、除水、除塵后，進入空氣儲罐，再由PSA制氮機將氮、氧分離，富氧氣體排放，富氮氣體存入工藝緩沖罐。在氮氣純化裝置中，通過向低純氮氣中加入氨分解產生的氮氫混合氣，氮氣中的氧氣與氨分解氣中的氫氣在催化劑作用下生成水從而除去氧氣，然后送入儲罐以備增壓。氮氣增壓機將高純氮氣從0.55MPa升壓到3.3MPa，高壓氮氣經電動調節閥減壓至用戶所需用氣壓力，隨后進入工藝生產線。如PSA制氮系統發生故障或定期檢修，則由備用液氮系統向生產線供氣，確保生產供氣連續。因為在橡膠輪胎的硫化工藝中，氮氣經使用后主要是攜帶了部分水蒸汽、粉塵，且壓力有了明顯降低、溫度有明顯的提高，如將其回收處理后再使用，不僅可以節約大量成本，而且能解決排放污染問題。本系統采用了對廢氣進行回收處理，它首先將廢氣通入水冷卻器降溫，再經凈化干燥裝置除水、除塵，送入儲氣罐重新升壓后并入主供氣管線使用。本系統高純氮氣由PSA制氮加氮氣純化制得，如用戶在實際生產過程中因生產任務變化而用氣量減少到一半時，PSA制氮機的產氮純度便可滿足工藝要求，此時可以將氨分裝置和氮氣純化裝置停機，如上圖虛線所示將PSA制氮機的產品氣直接送入增壓機前的低壓氮氣儲罐。這樣，可以有效降低使用成本，而且簡化操作難度。

        為使上述系統操作、控制方便，人機界面更加友好，系統將設備運行參數各閥門動作裝態，產品氣的流量、露點、壓力、純度以及各檢測點的檢測信號，經PLC受集處理后送入中央控制室，在觸摸屏上直觀顯示，用戶無需到設備運行現場便可對設備狀況一目了然，并可查看設備運行記錄、變化曲線圖及故障記錄。

        本文只簡單介紹PSA制氮機及氮氣純化設備在橡膠行業里的典型應用。目前，很多橡膠輪胎氮氣設備用戶由于考慮到綜合成本，已將氮氣的純度調整為99.99%或以下，我司充分適應用戶這一需求變化，將制氮方式調整為PSA一步法完成，無需配置供氫裝置。大大降低了設備的操作難度，并提升了自動化程度和安全系數。瑞氣公司通過技術、制造、應用水平的不斷提高，將為用戶提供更加穩定可靠的產品和服務。

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