如何选择现场制氮机的氮气纯度

氮气(N2)在工业应用中的应用及其产品特性使其成为工业中最常使用的气体之一。对于用户而言，选择制氮机或者氮气时需考虑输送系统的选择、是否符合清洁空气标准、安全性和纯度。在研究这些时，如果可以准确地选择所需的最佳氮气参数可以节省大量资金。

现场制氮机的流程和优势

与高压钢瓶相比，现场制氮机更安全、更易于操作，并且与从杜瓦瓶和罐车中蒸发液氮相比，具有输送速度优势。按需生成气态氮气有2种方式，它们为变压吸收(PSA)和膜系统技术。至于选择哪种制氮方式，很大程度上取决于所需氮气的纯度。

需要95%至98%纯度氮气（5%至2%氧气）的应用，例如防火和防爆，可以使用膜制氮机。其他需要更高纯度的制氮机可以考虑采用分子筛制氮机。

变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）是一种先进的气体分离技术，在现场供气方面具有不可替代的地位。吸附剂（称为碳分子筛）是PSA制氮设备的核心部分，利用气体介质中不同组份在吸附剂上的吸附容量的不同，吸附剂在压力升高时进行选择性吸附，在压力减少时得到脱附再生，如此交替循环连续不断地制取产品氮气。

压缩空气首先经过压缩空气净化单元除去油、水、固体杂质，接着经过加热器，提高洁净压缩空气温度后进入膜分离器连续制取氮气。膜分离器由一种聚酯微型中空纤维束集成，纤维束通过对空气各成份的不同渗透速率来分离空气中的氧气和氮气，其中空气中的O2分子和H2O分子快速渗透过膜纤维从而被脱附掉，而N2分子经过中空纤维微孔得到集束。在控制系统控制下实现连续稳定的输出产品氮气。

工业应用中规定的纯度

尽管现场制氮可产生纯度高达99.999%的N2，但如果用户将氮气纯度与应用所需的纯度相匹配，则可以显着节省资金和能源。实际上，对于许多应用而言，并不需要99.9%或更高的纯度。

氮气用于延长食品和饮料产品的保质期并保持风味、颜色和香气，包括休闲食品包装、咖啡包装和葡萄酒装瓶。大多数产品指定的纯度水平在98-99.5%之间。许多产品的包装都充满了氮气，这是一种无味的添加物。当包装中的氧气被氮气取代时，产品可以经受更长的运输距离而不会损失风味。氮气有时会与CO2或少量O2混合，形成气调包装，以抑制肉类、鱼类或家禽中特定细菌的生长。其他产品，如食用油，用氮气覆盖，以防止氧气引起酸败。在葡萄酒生产中，氮气用于发酵原料的覆盖和装瓶。瓶子用氮气吹扫，装满葡萄酒，并在塞上软木塞之前用更多的氮气覆盖。

金属工业对氮的重视有多种用途。在铝脱气中，熔融金属用氮气喷射，排出可能导致气态夹杂的氢气。在铝挤压中，惰性氮气可防止氧化物的形成。激光切割使用氮气吹掉熔渣并最大限度地减少切割处的氧化，同时吹扫激光波纹管以清除镜子上的灰尘并清除H2O和CO2，防止吸收激光能量并使切割模糊。热处理金属需要惰性气氛，例如氮气。纯度范围从铝脱气的97%到热处理和铝挤压的99.5%或更高。对于激光切割，氮气的纯度可低至99.95%或更低，具体取决于被切割的材料和厚度。

石油和天然气以及石化行业面临安全问题，氮气的惰性特性很好地满足了这些问题。这些行业的纯度水平通常在95-99%之间。防火和防爆覆盖通过引入氮气成功地去除了氧气。化学品罐通常用氮气覆盖以防止火灾或爆炸。在石油和天然气行业的上游和中游区域，有多种用途，从管道的清洁和检查到立管张紧器的加压，用于保持浮动或系留钻井平台的稳定性。在管道内，气封涡轮机通常使用氮气垫进行密封。氮气可防止天然气泄漏，并在发生任何轻微泄漏时抑制火灾风险。

制药行业依靠氮气的惰性特性来确保化学品和包装的安全性和无菌性，平均纯度水平为97-99.99%。在产品转移中，氮气用于吹扫容器以消除污染。使用氮气进行化学覆盖有助于最终药物产品的稳定性。密封包装注入氮气以保持药物的新鲜度。在整个制药过程中使用的去离子水被覆盖以通过防止暴露于CO2来确保恒定的pH值。

塑料的开发需要氮气的低露点干燥和惰性特性以用于成型和挤出工艺。该行业的氮气纯度范围为95-99.5%。在注塑成型中，吹扫颗粒料斗和防止螺杆渗碳是通过引入氮气实现的。在气体辅助注塑成型中，加压氮气有助于填充零件并消除收缩。吹膜挤出使用氮气吹扫和喷雾干燥产品。

发电行业具有高度的安全和维护意识。氮有助于去除氧气和防止腐蚀。在锅炉循环期间，根据ASME指南，热回收蒸汽发生器(HRSG)的正确铺层包括氮气以避免锅炉腐蚀和点蚀。已经断电的锅炉被覆盖并用氮气喷射以防止腐蚀。氮气通常用于覆盖和喷射软化水箱，以防止软化水受到CO2污染。用氮气吹扫天然气管线可以进行维修或阀门安装，而无需担心火灾。在整个发电领域，氮气纯度通常在95-98%之间，在锅炉闲置中高达99.6%。

在电子装配行业，氮气用于保持焊料清洁和无烟灰，特别是在选择性焊料和波峰焊工艺中，本行业纯度可高达99.999%。

氮气的其他应用是在需要其惰性和清除氧气的各个领域。可以将煤矿或其他矿井隔开并充入氮气以清除氧气并防止爆炸。汽车油漆覆盖和喷漆氮气加速干燥并改善产品光洁度。博物馆的文物和古董通常存放在氮气环境中，以保存和保护它们的表面。