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專業制氮機開啟現場制氣的優勢

你知道嗎,我們呼吸的空氣中大部分是氮氣?每個人都需要氧氣來生存,然而空氣中78%是氮氣,只有21%的氧氣和少量的其它氣體。雖然人體不需要氮氣,但它在各種工業應用中都會用到。簡單地說,正是由于空氣是一個無限的氮氣來源,你只要需要付出較小的成本即可生產出您所需純度的氮氣。


圖片


01 如何獲取氮氣?


當你的工廠生產中需要用到氮氣和氧氣這樣的工業氣體時,你可能想到的第一個解決方案就是去買瓶裝氮氣或氧氣。然而,其實還有很多很好的選擇,例如購買專業制氮機。在這篇文章中,我們將討論瓶裝氮氣、液氮、PSA或膜式專業制氮機現場制氮三種提供氮氣的方式。


02 通過第三方供應商獲取氮氣


1)瓶裝氮氣

第一種選擇是從氮氣生產商那里購買瓶裝氮氣。這個過程非常簡單:您根據生產需要的氮氣用量訂購所需的氮氣,供應商將其大而重的瓶子運送給您。由低溫氮氣廠產生的液態氮氣和氧氣在非常高的壓力(300巴)下裝瓶而后在客戶處可降低壓力轉化為氣態氮氣和氧氣。這意味著很多氮氣可以儲存在一個相對較小的瓶子里。但因為需要承受高壓,所以瓶子的壁厚非常厚。這些瓶子被放在架子上用卡車運送到目的地,用完后的空瓶子由氣體公司再收回。


優勢

· 如果你的氮氣用量較少,這是一個非常簡單的解決方案

· 由于氮氣是現場存儲的,適合于有峰值應用的場合

· 安裝非常簡單。

劣勢

· 由于瓶子是由厚重的鋼鐵制成的(而且氮氣幾乎沒有重量),氣體公司雖然是運送氣體但實際輸運成本基本都花在了運輸鋼瓶上,這樣的方式不環保。

· 瓶內的氣體永遠不可能用盡。如果工作壓力是10bar,只有當瓶子中的壓力大于10bar時,你才有氣可用?!笆S唷睔怏w留在瓶子里且被氣體公司當“空”瓶子回收回去。

· 價格相對比較高,因為氣體公司為了把氮氣送到你這里需要花費很多的成本:比如在產生氣體后需要壓縮裝瓶、把沉重的裝有氮氣的瓶子運送給你、用完后他們需要把空瓶子運回。

· 如果生產過程不允許中斷,需要一個特殊的瓶架切換系統。

· 受安規要求限制(重型鋼材處理,高壓)。

· 供氣穩定性完全依賴于氣體公司。

· 不適合高耗氣量


2)液氮

第二種選擇是在你的工廠安裝一個專業制氮機的液氮儲存罐,并由氣體公司按時將其充滿。這些儲存罐可以租用(比如從氣體公司租用)或購買,而且必須配置一個蒸發器厚您方能正常獲取氮氣。蒸發器是把液氮轉化成可用的氣態氮氣。就像瓶裝氮氣,需要用卡車將其運送到你的工廠,只是在這種情況下氮氣是用一輛大型保溫罐車運輸的。然后將液氮從卡車泵入現場的液氮儲存罐中。也可以訂購小罐的液氮,以滿足很小的用氣需求,這些小罐被稱為杜瓦罐。就像瓶裝氮一樣,只不過液氮是由低溫氮廠生產的。


優勢

· 由于氮氣是現場存儲的,適合于有峰值應用的場合

· 在大多數情況下,比瓶裝氮氣更劃算

· 小容量變化調整相對容易,但如果您的生產氮需求增加較大,需要確保蒸發器有足夠的處理能力以不產生冰凍方可

劣勢

· 罐體絕熱從來都不是絕對絕熱的。這意味著液體氣體會升溫,在罐內蒸發壓力會上升,直到安全閥打開并釋放一部分氣體。這被稱為蒸發損失

· 通常需要氣體公司簽訂長期合同(通常為5-7年)

· 除了儲存罐,還需要特殊的基建(在發生泄漏時能夠經受住極端低溫)和蒸發器

· 不環保

· 受安規要求限制(液氮溫度為-196°C,使用液氮有凍傷風險)

· 當氮氣消耗量高于標稱值或室外寒冷時,蒸發器可能會凍結


*蒸發損失是浪費。當氮氣消耗量比原計算值小的時候,罐中的壓力就會上升,蒸發損失就會發生。如果完全沒有用氣需求,每天的蒸發損失將高達罐內剩余氣量的1%。為了抵消這些損失,需要定期加滿液氮(通常每周一次)。


3)現場制氮

當您的氮氣消耗量非常大時,氣體公司可能會在您的生產現場安裝(小型)低溫制氮設備。這和生產瓶裝氮氣和液氮是同一類型的生產方式。


03


如何實現現場制氮?

與之前談到獲得氮氣的方法不同,現場制氮并不需要低溫過程。極端溫度在采用膜式制氮或變壓吸附(PSA)制氮中不會產生。這種制氮機將空氣帶入其內部零部件中以不同的方式將空氣進行分離。PSA制氮和膜制氮是兩種不同的技術,但它們都需要壓縮空才能實現制氮。由于這兩種技術與低溫制氮完全不同,所產生的氮氣純度也會不同。低溫制氮可生產固定且非常高的純度的氮氣?,F場制氮的優勢是可按照您的氮氣純度需求進行調節,但想獲得和低溫制氮相同純度的氮氣效率是極低的。使用這兩種制氮方式,獲取越高純度的氮氣需要更多壓縮空氣,進而需要消耗更多電能,從而導致更高的運營成本。話雖如此,對于大多數應用和公司來說,低溫液氮的純度明顯超規了。


優勢

· 很多情況下,現場制氮是總成本最低的解決方案

· 純度可按需調節,且總成你與氮氣或氧氣純度要求的降低而降低

· 不依賴于氣體公司

· 用氣成本非常穩定,只會受到電價變化的影響

· 不受安規限制(沒有低溫或高壓)

· 無浪費(沒有“空瓶”內剩余氣體,沒有蒸發損失),按需生產

· 與其他選擇相比,更環保

· 與其他選擇相比,更環保

劣勢

· 必須采取特殊措施以滿足峰值需求(如緩沖罐、高壓緩沖罐、液化氣緩沖罐)

· 氣體消耗量的增加若超過了安裝的設計容量,對整個供氣品質的影響較液氮和瓶裝氮氣要大

· 如果系統設備來自不同的供應商,溝通和服務成本可能更高

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