1.瓶裝氮氣
鋼瓶容積為40L,額定充壓15MPa,足額貯氣6m3。根據用戶(hù)需求不同,瓶裝氮氣的純度有99.5%,99.999%和99.999%之分。由于各地的供求情況不同,瓶裝高純氮氣的價(jià)格有很大差異,從18~90元/瓶不等,即氮氣價(jià)為3~15元/m3。
2.液氮
液氮是深冷空分制氮的產(chǎn)物,在標準狀態(tài)下,1m3液氮可氣化為643m3的氮氣,但使用時(shí)的實(shí)際利用率一般在95%上下,即1m3液氮能實(shí)際利用的氮氣約為610m3左右。目前市場(chǎng)液氮價(jià)格平均為1000元/m3左右,則氮氣單價(jià)為1.67元/m3。使用液氮,用戶(hù)必須配備液氮貯罐與流量相應的氣化器及與壓力相應的調壓閥等,是必要的前期投入。
3.現場(chǎng)制氮
現場(chǎng)制氮是指氮氣用戶(hù)自購制氮設備制氮,目前國內外,工業(yè)規模制氮有三類(lèi):即深冷空分制氮、變壓吸附制氮和膜分離制氮。
3.1 深冷空分制氮
它是一種傳統的空分技術(shù),已有九十余年的歷史,它的特點(diǎn)是產(chǎn)氣量大,產(chǎn)品氮純度高,但它工藝流程復雜,占地面積大,基建費用高,需專(zhuān)門(mén)的維修力量,操作人員較多,產(chǎn)氣慢(18~24h),它適宜于大規模工業(yè)制氮,氮氣成本在0.7元/m3左右。
3.2 變壓吸附制氮
變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,簡(jiǎn)稱(chēng)PSA)氣體分離技術(shù)是非低溫氣體分離技術(shù)的重要分支,是人們長(cháng)期來(lái)努力尋找比深冷法更簡(jiǎn)單的空分方法的結果,在中小型制氮領(lǐng)域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。它是以空氣為原料,用碳分子篩作吸附劑,利用碳分子篩對空氣中的氧和氮選擇吸附的特性,運用變壓吸附原理(加壓吸附,減壓解吸并使分子篩再生)而在常溫使氧和氮分離制取氮氣。變壓吸附制氮與深冷空分制氮相比,具有顯著(zhù)的特點(diǎn):吸附分離是在常溫下進(jìn)行,工藝簡(jiǎn)單,設備緊湊,占地面積小,開(kāi)停方便,啟動(dòng)迅速,產(chǎn)氣快(一般在20~30min左右),能耗小,運行成本低,自動(dòng)化程度高,操作維護方便,撬裝方便,無(wú)須專(zhuān)門(mén)基礎,產(chǎn)品氮純度可在一定范圍內調節,產(chǎn)氮量≤2000Nm3/h。氮氣成本在0.4元/m3左右。
3.3 膜分離空分制氮
膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的新的分支,是80年代國外迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮方法。它是以空氣為原料,在一定的壓力下,利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來(lái)使氧、氮分離制取氮氣。它與上述兩種制氮方法相比,具有設備結構更簡(jiǎn)單、體積更小、無(wú)切換閥門(mén)、操作維護也更為簡(jiǎn)便、產(chǎn)氣更快(3min以?xún)龋⒃鋈莞奖愕忍攸c(diǎn),但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴,膜易老化而失效,難以修復,需要換新膜,膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶(hù),此時(shí)具有較高功能價(jià)格比;當要求氮氣純度高于98%時(shí),它與同規格的變壓吸附制氮裝置相比,價(jià)格要高出30%左右,故沒(méi)有競爭優(yōu)勢。
除上述三種高純氮現場(chǎng)制氣方法外,近年來(lái)又出現了一種租賃供氮方式,即由用戶(hù)租賃制氮設備現場(chǎng)制氣或由制氮設備生產(chǎn)企業(yè)在氮氣使用現場(chǎng)制氮,用戶(hù)買(mǎi)氣,按量付款。因供氣量多少不同,價(jià)格在1.0~1.4元/m3左右。雖然單位制氮成本比自購設備現場(chǎng)制氮要高,但一次性投資少,使用方便,用戶(hù)無(wú)風(fēng)險,但此種方式適宜于用氣量較大的場(chǎng)合,否則租賃費用會(huì )相應增加。
無(wú)錫中瑞PSA制氮機制氮設備現場(chǎng)制氮,氮氣流量、純度、壓力實(shí)時(shí)在線(xiàn)顯示,可設定流量、壓力、純度報警。先進(jìn)的控制系統使操作變得更加簡(jiǎn)單,可實(shí)現真正無(wú)人操作、值守,并可實(shí)現遠程自動(dòng)化控制,對各種工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控,從而使得氮氣流量、純度、壓力的穩定。
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