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空氣的成份:78.9%氮氣,21%氧氣,及其他的惰性氣體。在波峰爐或回流爐的
焊接過程中,使用氮氣是為了:隔絕氧氣,使
焊接處于無氧或微氧狀態;所以實際上適合使用的是惰性氣體(氮氣+氦氣+氖氣等),由于氮氣占了絕大部分,就直接稱為氮氣。
氮氣的來源主要有兩種:液態罐裝氮,用制氮機產生氮氣(直接從空氣總提取氮氣)。
液態罐裝氮(一噸的液氮相當于常溫常壓下780m3的有效氮氣):
用大型制氮設備制造出氣態氮氣,然后經過超高壓、超低溫處理(通常是:500Mpa,1800C),使它轉化成液氮;我們使用{就是往爐子中輸入氮氣}的是氣態氮,所以在用液氮前必需有一個氣化的過程:減壓、升溫,與液氮存罐相連的幾道彎曲的管道,外部結滿冰,并伴隨白霧直冒,這是液氮在氣化過程中吸收管道周圍的溫度。但如果是在北方或較寒冷的地區,到了冬天,液氮氣化需有其他設施輔助。除此之外,存罐中的液氮需經常補充,這也給采購和運輸帶來麻煩與壓力。同時長期大量使用液氮,總體投資很大。
制氮機有三種:膜分離制氮機,PSA+純化裝置制氮機,PSA制氮機:
膜分離制氮機:單位時間的產氣量小(只適合配套單臺爐),可達到的氮氣純度較低(99.9%或氧含量<=1000ppm),并且對與此配套的空壓機出口壓力要求高(即壓降大,甚至高達O.3 0.4Mpa)
PSA+純化裝置制氮機(即"兩步法"):先用PSA生產出低純氮(99%),再用"氫除氧"(即不斷輸入氫氣并燃燒,與低純氮中的氧發生反應而得到高純氮:H2+202=2H20),這種制氮法故障率較高:PSA的故障+"氫除氧"的故障。"氫除氧"的主要故障點:點火裝置,不能間斷而且始終保持穩定流量的氫氣。
PSA制氮機(即"一步法"):采用不同的流程技術,直接產生高純氮充入爐子。不同的廠家有不同的技術,主要差別有:
l、能達到的純度相差很遠:99.9%-99.999%;
2、設備的故障率相差很大;
3、后期的維護維修難易度相差很大;
4、壓降也有差別(0.1-0.05Mpa);
PSA制氮機的主要流程技術及簡單分析:
1、傳統流程技術:下部進氣(即壓縮凈化空氣由吸附塔的底部進入,氮氣由吸附塔上部流出);能耗較高,有隧道效應和噴篩的危險, 分子篩更換難度較大。
2、普通流程技術:下部進氣中部均壓(除了下部進氣還有一個均壓的過程,以提高設備效率);有隧道效應和噴篩的危險,分子篩更換難度較大。
3、先進流程技術:上部進氣,中部均壓(是目前世界上最先進的流程技術之一);能耗較底,永不噴篩,分子篩更換容易。
從兩種氮氣來源的經濟性,方便性等對比,制氮機都有明顯的優勢;"一步法"PSA制氮機是首選。