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一种小型可移动式高纯度高压力制氮设备的研制 一、引言 随着国民经济和国防建设的发展，许多含有光电子等高新技术的设备在国民经济和国防建设中发挥了巨大作用，但是这些光电子设备价格昂贵，在日常使用保管中又容易受到空气中水分、氧气、杂质等的侵蚀而导致寿命缩短、功能降低乃致损坏失效，因此其维护保养非常重要。当前光电子设备比较好的维护保养方法是向光电仪器内加注高纯度、低露点氮气，利用其惰性气体的特性达到维护保养的功效。然而，目前在我国，高纯度、低露点氮气通常只有中心城市才能生产，偏远地区的充氮保养大多使用氮气储罐，极为不便，高技术装备光电系统的El常保养难以高质量落实，针对这个问题，我们研制了一种集制造、充装和存储于一体的小型可移动式高纯高压制氮设备，解决了偏远地区充装高纯度、低露点氮气困难的现实问题。二、设备概况与工作原理1.设备概况这种小型高纯高压制氮设备可根据不同的用途和需要，作相应的配置，制氮部分选用最为经济的膜分离制氮;空气采集系统研制开发了高效、低噪音、高可靠性的小型螺杆压缩机技术;当氮气分离系统工作产生符合要求的氮气后，后续的增压系统专门研制开发了小型无污染隔膜增压机，增压机具有高效、高压缩比、低功耗等特点。整机的控制系统开发了集中控制器，并配有液晶触摸屏，能够实现整个制氮及增压系统的自动运行，并自动对运行状况，参数进行监控及控制，在效地提高了整个系统运行的可靠性，同时通过计算机实现联网，实现远程对制氮运行的控制和监控，满足了特殊的使用要求。2.总体思路目前世界上比较成熟的制氮方法有深冷空分法、分子筛空分法和膜分离制氮法:传统的高纯氮制造工艺采用深冷空分法，工艺非常繁杂，能耗大，效益低，其设备庞大且不便于操作，生产条件要求高;某工程设计研究所于1995年生产一种小型制氮设备，该设备采用分子筛空分法制备氮气，氮气的纯度为99.4%，露点达到一60℃，但是其氮气纯度不够高，不能达到光电仪器所用氮气的纯度要求，并且由于采用吸附塔，因此设备仍然较大，不适合野外作业，另一方面，分子筛空分法具有不稳定和不可靠的弊端;上世纪九十年代末期，我国从西方发达工业国家引入膜分离制氮法，具有流程简单、装置紧凑、操作容易、稳定可靠和能耗低、寿命长等优点，通过对各种技术分析研究，结合需求，确立研制一种采用膜分离制氮法的适于小型高纯高压低露点氮气制造系统的思想，该制造系统集制造、充装和存储高纯高压低露点氮气于一体，使装备在野外环境及任何条件下均可方便、及时地充装高纯高压低露点氮气。3.技术标准通过广泛调研，在此基础上确立了小型可移动式高纯高压制氮设备主要技术性能指标4.工艺流程根据设备性能要求和工作原理，空气经空压机压缩到1.17MPa左右后，经冷却器和空气缓冲缸进入过滤器进行三级过滤，过滤后的气体经加热泵加热达到气体质态控制器控制的工况参数后进人分离器，此时分离器分离气体。分离后的富氧作为废气排空，而得到的高纯度氮气经节流阀后进入二位三通电磁阀，二位三通电磁阀由氮气分析仪控制，当纯度达不到设定值时，气体排空，当氮气纯度达到99.99%时，电磁阀控制氮气进入氮气储罐。然后高纯度低露点氮气再经新研制的隔膜压缩机增加到相应的压力，向装备或气瓶充气。在使用时调节减压器可以得到所需的压力;直接用充气软管接充气设备时，需打开低压侧的流量调节阀;也可以先把高压气瓶充到12MPa，再把减压器装到气瓶上，这样气瓶可直接带到装备所在地充气。三、系统配置及相关技术小型可移动式高纯高压制氮设备由空气采集系统、气体质态控制系统、氮气分离聚集系统、隔膜增压系统、高压氮气存储系统和数字控制系统组成。其中关键的是气体质态控制系统、氮气分离聚集系统、膜增压技术系统和数字控制系统，这也是整-t、设备的技术核心。系统的气源可采用普通空气压缩机(压力1.17MPa)。 PARent;">ABSolute;top:0;border:0px;width:0px;height:0px;"> |