Pequeño generador de nitrógeno

¿Cómo eligen los fabricantes de materiales magnéticos los métodos de suministro de nitrógeno?

Huang Luoxing

(Jiangyin Changjiang Gas Separation Equipment Co., Ltd., Jiangyin, Jiangsu 214401)

1 Introducción

Se requiere nitrógeno de alta pureza para la sinterización de ferrita de MnZn de alto rendimiento (ferrita de alto μi y potencia) en materiales magnéticos y el proceso de molienda fina en la producción de metales raros. Aleaciones de imanes permanentes de tierra como NdFeB. Se proporciona protección para evitar la oxidación del imán (polvo) durante el proceso.

Como todos sabemos, la ferrita de MnZn se genera mediante la reacción en fase sólida de óxidos de Fe, Mn y Zn durante la sinterización a alta temperatura. El precio del Mn y el Fe es muy fácil de cambiar. En diferentes condiciones de temperatura y atmósfera (presión parcial de oxígeno), los estados de valencia del Mn y el Fe son diferentes para que la ferrita de MnZn alcance las propiedades magnéticas requeridas, se debe garantizar cada ion metálico. En un estado de valencia específico y una estructura cristalina adecuada, además de tener una fórmula adecuada, la clave es que la sinterización debe llevarse a cabo en condiciones de atmósfera equilibrada, y el gas protector es una de las condiciones materiales básicas para implementar la sinterización en atmósfera equilibrada. Se espera que el contenido de oxígeno en el nitrógeno en el depósito de limpieza del horno de nitrógeno sea inferior a 50×10-6, por lo que se requiere que la pureza del nitrógeno sea superior al 99,995 %, y existen límites estrictos en la cantidad de gases impuros (O2 , H2): una producción anual Para una línea de producción de ferrita de MnZn de aproximadamente 1.000 toneladas, el consumo general de nitrógeno es de 100~120 Nm3/h.

Los metales de tierras raras en las aleaciones de imanes permanentes de tierras raras, como el NdFeB, se oxidan fácilmente incluso en condiciones de temperatura normales, lo que da como resultado una disminución en el rendimiento de la aleación de imanes permanentes de tierras raras. La oxidación excesiva deteriorará en gran medida la. propiedades de la aleación. Porque 1 parte de oxígeno puede oxidar 6 partes (en peso) de elementos de tierras raras e inutilizarlos. Tomando NdFeB como ejemplo, para producir imanes N45, el contenido de oxígeno en el entorno del proceso de producción debe ser ≤0,01% y el contenido de oxígeno en el producto final es 0,09±0,02% (fracción de masa) [1]. Si se utiliza nitrógeno como gas ambiental del proceso, su pureza debe ser superior al 99,99%.

En la actualidad, el proceso de producción de polvo (fino) de la producción industrial a gran escala de aleaciones de imanes permanentes de tierras raras en el país y en el extranjero utiliza un dispositivo llamado "molino de flujo de nitrógeno", que utiliza un flujo de nitrógeno de alta velocidad. para hacer que los materiales choquen entre sí. Para lograr el efecto de molienda, se requiere que el tamaño de partícula del polvo producido sea de 3 a 5 μm. Tiene una gran superficie y se oxida fácilmente. pureza, y también existen requisitos estrictos sobre la cantidad de gases impuros como O2 y H2. Una línea de producción de NdFeB con una producción anual de unas 100 toneladas suele consumir unos 60 Nm3/h de nitrógeno de alta pureza.

2 Requisitos técnicos para el nitrógeno utilizado en la producción de materiales magnéticos

Desde la perspectiva de su uso, el nitrógeno tiene cuatro parámetros básicos a los que se debe prestar atención, a saber, pureza y caudal. , punto de rocío y presión Los valores de los parámetros varían según el uso. Para que tanto la oferta como la demanda obtengan un conocimiento completo, es necesario presentar brevemente los conceptos de los cuatro parámetros técnicos.

2.1 Pureza

La pureza es un parámetro técnico importante del nitrógeno. Según el estándar nacional de pureza del nitrógeno, se divide en tres niveles: nitrógeno industrial, nitrógeno puro y nitrógeno de alta pureza. Su pureza son 99,5% (O2≤0,5%), 99,99% (O2≤0,01%) y 99,999% (O2≤0,001%) respectivamente.

2.2 Caudal

Se refiere a la cantidad de gas que pasa a través de cualquier sección transversal por unidad de tiempo durante el proceso de flujo de gas. Hay dos formas de expresar el flujo: flujo volumétrico y flujo másico. El primero se refiere al volumen de gas que pasa a través de cualquier sección del gasoducto y el segundo es la masa de gas que pasa. En la industria del gas, el flujo volumétrico se utiliza generalmente en m3/h (o L/h) como unidad. de medición. Debido a que el volumen de gas está relacionado con la temperatura, la presión y la humedad, para facilitar la comparación, el caudal volumétrico generalmente se refiere al estado estándar (la temperatura es de 20 °C, la presión es de 0,101 MPa y la humedad relativa es del 65%). La velocidad en este momento es La unidad es Nm3/h y "N" representa el estado estándar.

2.3 Presión

La presión se puede dividir en presión manométrica y presión absoluta. En ingeniería, presión que es mayor que la presión atmosférica y se expresa con la presión atmosférica como punto de partida (punto cero). Se llama "presión manométrica" ​​y se refiere a la presión cero como "presión absoluta". En la industria del gas, a menos que se especifique lo contrario, la presión se refiere a la presión manométrica y su unidad es MPa. es la siguiente relación entre ellas:

Presión absoluta = presión manométrica + presión atmosférica

2.4 Punto de rocío

Se refiere a la cantidad de agua en el gas que nunca ha La temperatura a la que el vapor de agua saturado se convierte en vapor de agua saturado. Cuando el vapor de agua insaturado se convierte en vapor de agua saturado, aparecen gotas de rocío muy finas. La temperatura a la que aparecen las gotas de rocío se denomina "punto de rocío", que representa el contenido de agua en el gas. Cuanto menor es el punto de rocío, menor es el contenido de agua en el gas. . Cuanto más seco esté el gas. El punto de rocío está relacionado con la presión, por lo que se puede dividir en punto de rocío a presión atmosférica (punto de rocío a presión normal) y punto de rocío a presión. El punto de rocío a presión atmosférica se refiere a la temperatura de condensación del agua bajo presión atmosférica, mientras que el punto de rocío bajo presión se refiere a la temperatura de condensación del agua bajo esta presión. Existe una relación de conversión entre los dos (consulte la tabla de conversión, por ejemplo). El punto de rocío a presión cuando la presión es de 0,7 MPa es de 5 ℃, el punto de rocío de presión atmosférica correspondiente (0,101 MPa) es de -20 ℃. En la industria del gas, a menos que se especifique lo contrario, el punto de rocío al que se hace referencia es el punto de rocío a presión atmosférica.

El significado de varios parámetros del gas se presenta brevemente anteriormente. Cuando se utiliza nitrógeno para materiales magnéticos, se pueden proponer indicadores específicos de parámetros de acuerdo con los requisitos del proceso:

(1) Flujo de nitrógeno. tasa. La determinación del caudal se basa principalmente en el tipo de equipo de nitrógeno, la cantidad de equipos y el proceso de producción. Tomando como ejemplo el horno de nitrógeno para sinterización de ferrita de MnZn, el consumo de gas del horno largo y del horno corto, del horno de placa simple y del horno de placa doble, la sinterización de densificación y la sinterización de no densificación, y los diferentes niveles de ajuste del horno son todos muy diferentes. Además, a la hora de determinar la cantidad de nitrógeno conviene dejar un margen adecuado.

(2) Pureza del nitrógeno. Según el proceso de producción, los materiales magnéticos generalmente requieren nitrógeno de alta pureza: pureza ≥99,995, contenido de O2 y H2 dentro de un cierto rango.

(3) Presión. Determine el valor mínimo de presión de nitrógeno de acuerdo con el equipo y el proceso, y luego use la válvula reguladora de presión para ajustar a la presión requerida por el proceso.

(4) Punto de rocío. El vapor de agua también es un gas oxidante y, por supuesto, debe limitarse. Para el uso de nitrógeno para materiales magnéticos, los requisitos del proceso generalmente se pueden cumplir siempre que el punto de rocío sea ≤-60°C, es decir, el contenido de humedad en el nitrógeno sea ≤10,7×10-6.

3 Fuente de nitrógeno de alta pureza

Existen tres tipos de fuentes de nitrógeno de alta pureza que se pueden utilizar para materiales magnéticos:

3.1 Nitrógeno embotellado

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El volumen del cilindro es de 40 litros, la presión nominal es de 15 MPa y el almacenamiento total de gas es de 6 m3. Según las diferentes necesidades del usuario, la pureza del nitrógeno embotellado es del 99,5 %, 99,99 % y 99,999 %. El nitrógeno utilizado como material es ≥99,995%. Es un producto de la separación criogénica del aire y se obtiene llenando una prensa de membrana. Según la normativa, los cilindros de nitrógeno están recubiertos con pintura negra y marcados con la palabra "nitrógeno" en pintura amarilla. También hay un cartel que indica su "pureza" y la calificación de inspección. Debido a las diferentes condiciones de oferta y demanda en distintos lugares, el precio del nitrógeno embotellado de alta pureza varía mucho, oscilando entre 18 y 90 yuanes/botella, es decir, el precio del nitrógeno es de 3 a 15 yuanes/m3.

3.2 Nitrógeno líquido

El nitrógeno líquido es el producto de la producción de nitrógeno por separación criogénica del aire. En condiciones estándar, 1 m3 de nitrógeno líquido se puede vaporizar en 643 m3 de nitrógeno, pero cuando se usa, el real. La tasa de utilización es generalmente de alrededor del 95%, es decir, el nitrógeno real que puede utilizarse con 1 m3 de nitrógeno líquido es de aproximadamente 610 m3. El precio promedio actual del nitrógeno líquido en el mercado es de aproximadamente 1.000 yuanes/m3, por lo que el precio unitario del nitrógeno. es 1,67 yuanes/m3.

Al utilizar nitrógeno líquido, el usuario debe estar equipado con un tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido, un vaporizador correspondiente al caudal y una válvula reguladora de presión correspondiente a la presión. El nitrógeno líquido tiene alta pureza, calidad estable, suministro generalmente garantizado y es fácil de usar.

3.3 Producción de nitrógeno in situ

La producción de nitrógeno in situ se refiere a la producción de nitrógeno con equipos de producción de nitrógeno adquiridos por los usuarios de nitrógeno. Actualmente, existen tres tipos de producción de nitrógeno a escala industrial. En el país y en el extranjero: aire criogénico. Se divide en producción de nitrógeno, producción de nitrógeno por adsorción por cambio de presión y producción de nitrógeno por separación de membrana.

3.3.1 Producción criogénica de nitrógeno por separación de aire

Es una tecnología tradicional de separación de aire con una historia de más de 90 años que se caracteriza por la producción de gas de gran tamaño. tiene alta pureza y se puede aplicar directamente a materiales magnéticos sin mayor purificación. Sin embargo, su proceso es complejo, ocupa un área grande y sus costos de infraestructura son altos. Requiere fuerzas de mantenimiento especializadas, muchos operadores y una producción lenta de gas (18). ~ 24 h), es adecuado para la producción industrial de nitrógeno a gran escala y el costo del nitrógeno es de aproximadamente 0,7 yuanes/m3.

3.3.2 Combinación de producción de nitrógeno por adsorción por cambio de presión y dispositivo de purificación de nitrógeno

La tecnología de separación de gases por adsorción por cambio de presión (PSA) es una tecnología de separación de gases que no es a baja temperatura. La rama es el resultado de los esfuerzos a largo plazo de las personas para encontrar un método de separación de aire más simple que el método criogénico. En la década de 1970, Essen Mining Company en Alemania Occidental desarrolló con éxito tamices moleculares de carbono, allanando el camino para la industrialización de la producción de nitrógeno con separación de aire mediante PSA. En los últimos treinta años, esta tecnología se ha desarrollado rápidamente y se ha vuelto cada vez más madura y se ha convertido en un fuerte competidor de la separación criogénica de aire en el campo de la producción de nitrógeno a pequeña y mediana escala.

La producción de nitrógeno por adsorción por cambio de presión utiliza aire como materia prima, utiliza tamices moleculares de carbono como adsorbentes, utiliza las características de los tamices moleculares de carbono para adsorber selectivamente oxígeno y nitrógeno en el aire y utiliza el principio de adsorción por cambio de presión. (adsorción a presión, despresurizar, desorber y regenerar el tamiz molecular) y separar oxígeno y nitrógeno a temperatura ambiente para producir nitrógeno.

En comparación con la producción de nitrógeno por separación criogénica por aire, la producción de nitrógeno por adsorción por cambio de presión tiene características importantes: la separación por adsorción se lleva a cabo a temperatura normal, el proceso es simple, el equipo es compacto, ocupa un área pequeña y es fácil de iniciar y detener, inicio rápido, producción rápida de gas (generalmente alrededor de 30 minutos), bajo consumo de energía, bajo costo operativo, alto grado de automatización, fácil operación y mantenimiento, fácil instalación de patines, no se requiere base especial, producto de nitrógeno. la pureza se puede ajustar dentro de un cierto rango y el volumen de producción de nitrógeno ≤2000Nm3/h. Pero hasta ahora, a excepción de la empresa estadounidense de suministro de aire que utiliza la tecnología de producción de nitrógeno PSA, que puede producir industrialmente nitrógeno de alta pureza con una pureza de ≥99,999% sin postpurificación (el precio de importación es muy alto), sus homólogos nacionales y extranjeros Actualmente, generalmente se utiliza PSA para producir nitrógeno. La tecnología solo puede producir nitrógeno común con una pureza de nitrógeno del 99,9% (es decir, O2 ≤ 0,1%). Las empresas individuales pueden producir nitrógeno puro al 99,99% (O2 ≤ 0,01%) con mayor pureza a partir de nitrógeno PSA. La producción es técnicamente posible, pero el costo de producción es demasiado alto y es difícil para los usuarios aceptarlo. Por lo tanto, se deben agregar dispositivos de pospurificación para producir nitrógeno de alta pureza utilizando tecnología de producción de nitrógeno que no sea a baja temperatura. Actualmente existen tres métodos de purificación de nitrógeno (escala industrial):

(1) Método de hidrogenación y eliminación de oxígeno. Bajo la acción del catalizador, el oxígeno residual en el nitrógeno general y el hidrógeno agregado reaccionan químicamente para generar agua. La fórmula de reacción es: 2H2+O2=2H2O. Luego, el agua se elimina mediante un secado posterior para obtener nitrógeno de alta pureza. con los siguientes componentes principales: N2≥99 ．999%, O2≤5×10-6, H2≤1500×10-6, H2O≤10.7×10-6. El coste de producción de nitrógeno es de aproximadamente 0,5 yuanes/m3.

(2) Métodos de hidrogenación, eliminación de oxígeno y eliminación de hidrógeno. Este método se divide en tres etapas, la primera etapa es la hidrogenación y eliminación de oxígeno, la segunda etapa es la eliminación de hidrógeno y la tercera etapa es la eliminación de agua, para obtener nitrógeno de alta pureza con la siguiente composición: N2≥99.999%, O2≤ 5×10-6, H2 ≤5×10-6, H2O≤10,7×10-6. El coste de producción de nitrógeno es de aproximadamente 0,6 yuanes/m3.

(3) Método de desoxidación del carbono. Bajo la acción de un catalizador soportado en carbono (a una determinada temperatura), el oxígeno residual del nitrógeno reacciona con el carbono proporcionado por el propio catalizador para generar CO2. Fórmula de reacción: C+O2=CO2. Después de que la etapa posterior elimina el CO2 y el H2O, se obtiene nitrógeno de alta pureza con la siguiente composición: N2≥99,999%, O2≤5×10-6, CO2≤5×10-6, H2O≤10,7×10-6. El coste de producción de nitrógeno es de aproximadamente 0,6 yuanes/m3.

Entre los tres métodos de purificación de nitrógeno anteriores, el método (1) no se utiliza porque la cantidad de H2 en el nitrógeno terminado es demasiado alta para cumplir con los requisitos de los materiales magnéticos; el método (2) es la pureza del acabado; el nitrógeno cumple con los requisitos de los usuarios de materiales magnéticos, pero se requiere una fuente de hidrógeno y existen factores inseguros en el transporte, almacenamiento y uso del hidrógeno. Método (3) La calidad del nitrógeno terminado puede cumplir completamente con los requisitos del gas; de materiales magnéticos. No se utiliza H2 en el proceso y no existe ningún método de hidrogenación. No hay H2 en el nitrógeno y la calidad del nitrógeno terminado no se ve afectada por la fluctuación del nitrógeno general. , la calidad del nitrógeno es más estable y es el método de purificación de nitrógeno más adecuado en la industria de materiales magnéticos.

3.3.3 Combinación de producción de nitrógeno con separación de aire por separación de membrana y dispositivo de purificación de nitrógeno

La producción de nitrógeno por separación de aire con separación de membrana es también una nueva rama de la tecnología de producción de nitrógeno a temperatura no baja, que is 80 Un nuevo método de producción de nitrógeno que se desarrolló rápidamente en el extranjero en la década de 1990 sólo ha sido promovido y aplicado en China en los últimos años.

La producción de nitrógeno por separación de membrana utiliza aire como materia prima. Bajo una cierta presión, las diferentes tasas de permeabilidad de oxígeno y nitrógeno en la membrana de fibra hueca se utilizan para separar oxígeno y nitrógeno para producir nitrógeno. En comparación con los dos métodos de producción de nitrógeno anteriores, tiene las características de una estructura de equipo más simple, un volumen más pequeño, sin válvulas de conmutación, una operación y mantenimiento más fáciles, una producción de gas más rápida (en 3 minutos) y una expansión de volumen más conveniente, pero es fibra hueca. Las membranas tienen requisitos más estrictos para la limpieza del aire comprimido. Las membranas son propensas a envejecer y fallar, y deben ser reemplazadas por membranas nuevas. La producción de nitrógeno por separación de membranas es más adecuada para usuarios pequeños y medianos que requieren nitrógeno. pureza de ≤98% En este momento, tiene la mejor relación de precio: cuando se requiere que la pureza del nitrógeno sea superior al 98%, su precio es aproximadamente un 30% más alto que el de un dispositivo de producción de nitrógeno por adsorción por oscilación de presión. Por lo tanto, se produce una alta producción de nitrógeno combinando una producción de nitrógeno con separación por membrana y un dispositivo de purificación de nitrógeno. Cuando se utiliza nitrógeno puro, la pureza del nitrógeno común es generalmente del 98%, lo que aumentará el costo de fabricación y el costo operativo. el dispositivo de purificación.

Además de los tres métodos de producción de gas in situ de nitrógeno de alta pureza mencionados anteriormente, en los últimos años ha surgido un método de suministro de nitrógeno de alquiler, es decir, el usuario alquila equipos de nitrógeno para producir gas en El sitio o el fabricante del equipo de nitrógeno produce nitrógeno en el. Utilizando la producción de nitrógeno en el sitio, los usuarios compran gas y pagan según el volumen. Dependiendo de la cantidad de suministro de gas, el precio oscila entre 1,0 y 1,4 yuanes/m3. Aunque el costo unitario de la producción de nitrógeno es mayor que el de la producción de nitrógeno in situ con equipos adquiridos por uno mismo, la inversión única es pequeña, fácil de usar y no supone ningún riesgo para el usuario. Sin embargo, este método es adecuado para ocasiones especiales. con gran consumo de gas, de lo contrario, el coste del alquiler aumentará. Los precios unitarios del nitrógeno procedente de diversas fuentes de nitrógeno de alta pureza se resumen en la Tabla 1.

4 Selección de métodos de suministro de nitrógeno

Todas las fuentes de nitrógeno de alta pureza mencionadas anteriormente pueden satisfacer los requisitos de gas de los materiales magnéticos en términos de calidad del nitrógeno, pero existe una gran diferencia. en el coste del nitrógeno, cuanto mayor sea el consumo de aire, más significativa será la diferencia. El método de suministro de nitrógeno que elija una empresa debe basarse en una comprensión completa de las características de cada método de suministro de gas y una consideración integral de los productos, procesos de producción, escala de producción, tipo de equipo de gas, cantidad, situación financiera, plan de desarrollo, etc. Método y escala del suministro de nitrógeno.

4.1 Línea de producción de NdFeB

El principal equipo de nitrógeno utilizado en la línea de producción de NdFeB es el "molino de flujo de aire". El tipo y la cantidad del "molino de flujo de aire" se determinan de acuerdo con el escala de producción, y la cantidad de nitrógeno se determina en consecuencia. Se ha establecido que en la actualidad, a excepción de unas pocas empresas de producción nacional con pequeñas escalas de producción que utilizan nitrógeno embotellado, algunas otras empresas utilizan nitrógeno líquido y algunas utilizan PSA para producir nitrógeno. sitio.

Línea de producción de ferrita 4.2 MnZn

4.2.1 Horno de atmósfera de vacío

El horno de atmósfera de vacío se utiliza como equipo de sinterización, porque el horno de atmósfera de vacío es una operación intermitente, generalmente con un ciclo de producción de 24 horas, el consumo de gas de una sola unidad no es grande, y el consumo de gas no es continuo y equilibrado sino relativamente concentrado, y el consumo de gas es grande en un corto período de tiempo. Este tipo de empresas suele tener una escala de producción pequeña y casi todas utilizan nitrógeno embotellado, que es flexible y cómodo de usar. Aunque el precio unitario del nitrógeno es el más alto entre los distintos métodos de suministro de nitrógeno, sigue siendo económicamente asequible porque el consumo total de gas es limitado.

4.2.2 Horno de nitrógeno

Si el horno de nitrógeno se utiliza como equipo de sinterización, debido a que el horno de nitrógeno es un equipo de operación continua, consume mucho gas y, a juzgar por la tendencia, cada uno Los nuevos hornos de nitrógeno de la compañía se están desarrollando hacia hornos largos y hornos largos de doble placa. El consumo de gas de una sola unidad es generalmente de 30 a 50 Nm3/h.

Las características del proceso de sinterización del horno de nitrógeno determinan la continuidad del suministro de gas, la alta pureza del nitrógeno, la igualación de la cantidad de nitrógeno, la estabilidad de la pureza del nitrógeno, el caudal, la presión y el bajo costo del uso del nitrógeno. son las razones del suministro de gas del horno de nitrógeno. Obviamente, el uso de nitrógeno embotellado ya no es adecuado. En la actualidad, las empresas nacionales utilizan dos métodos principales de suministro de nitrógeno: nitrógeno líquido y producción de nitrógeno in situ.

(1) Nitrógeno líquido. Para quienes utilizan nitrógeno líquido, cuando se establece la empresa, la escala de producción es generalmente pequeña, generalmente sólo uno o dos hornos, aunque se sabe que el costo de la producción de nitrógeno in situ es el más bajo, debido a los fondos o considerando el futuro. desarrollo, la mayoría decide hacerlo primero, y luego dependerá de la situación de la empresa. Una vez que una empresa amplía su capacidad o los fondos lo permiten, desde la perspectiva de reducir los costos de producción, la mayoría de las empresas cambiarán a la producción de nitrógeno in situ. Sin embargo, si la empresa tiene fondos y no tiene planes de ampliar la capacidad en los últimos dos años, la empresa. El autor cree que el consumo de gas de un solo horno excederá los 30 Nm3/h, es mejor comprar un equipo de producción de nitrógeno PSA para producir nitrógeno usted mismo. En comparación con el uso de nitrógeno líquido, el costo anual del nitrógeno del generador de nitrógeno de 30 Nm3/h se puede ahorrar en aproximadamente 240.000 yuanes. La inversión total en equipos es de aproximadamente 400.000 yuanes. La inversión en equipos se puede recuperar en aproximadamente un año y medio. La vida útil del generador de nitrógeno PSA puede alcanzar los 10 años al año y se pueden ahorrar 2 millones de yuanes en costos de nitrógeno en 10 años.

(2) Producción de nitrógeno in situ. Se utilizan equipos adquiridos por los propios productores para producir nitrógeno de alta pureza en el sitio. Aunque la inversión única es grande, el costo operativo es bajo (dentro de 0,7 yuanes/m3). En comparación con el nitrógeno líquido, con el mismo consumo de gas, el ahorro de costes anual puede recuperar la inversión total en el equipo en un año y medio. Las tres tecnologías de producción de nitrógeno in situ: producción criogénica de nitrógeno por separación de aire, producción de nitrógeno PSA y producción de nitrógeno por separación de membrana, cada una tiene sus propias características y cada una tiene sus propias ventajas en diferentes volúmenes de producción de nitrógeno y rangos de pureza de nitrógeno. [2] específicamente en Los tres realizaron un análisis del valor de la inversión y concluyeron que la pureza del nitrógeno es superior al 99,99 %, la producción de nitrógeno está dentro de los 500 Nm3/h y la producción de nitrógeno PSA (más la purificación) puede competir con la separación criogénica del aire.

En la actualidad, los fabricantes nacionales de material magnético (ferrita de MnZn) utilizan la producción de nitrógeno in situ de dos maneras: producción de nitrógeno por separación criogénica del aire y producción de nitrógeno PSA (más purificación).

①Producción criogénica de nitrógeno por separación de aire. Este tipo de empresa se estableció antes de la década de 1990 y tenía una escala considerable cuando se estableció. Desde un punto de vista económico, no era adecuado utilizar nitrógeno líquido. En ese momento, la producción de nitrógeno por separación criogénica del aire era la única producción de nitrógeno industrial. La tecnología en China y las condiciones financieras lo permiten. Por lo tanto, se utiliza la separación criogénica de aire para producir nitrógeno. Limitada a la escala de producción en ese momento, la capacidad de producción de nitrógeno de los equipos de producción de nitrógeno era inferior a 200 Nm3/h. El equipo consume mucha energía y tiene una alta tasa de fallas, por lo que es necesario revisarlo periódicamente. A mediados de la década de 1990, debido al rápido desarrollo y aplicación de la producción de nitrógeno PSA en China, una nueva tecnología de producción de nitrógeno, la producción de nitrógeno PSA, ha mostrado muchas ventajas únicas y se ha vuelto cada vez más popular entre los pequeños y medianos usuarios de nitrógeno.

②Producción de nitrógeno PSA. La combinación de la fase de producción de nitrógeno PSA y de purificación de nitrógeno para producir nitrógeno de alta pureza utiliza el siguiente flujo de proceso y configuración del equipo:

El tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido es imprescindible para que cualquier empresa de materiales magnéticos produzca en -Nitrógeno del sitio: Su función es asegurar la continuidad del suministro de aire durante paradas de corta duración durante el mantenimiento normal del equipo (como cambios de aceite de compresores de aire y limpieza de elementos filtrantes o reemplazo de equipos de purificación de aire) o durante paradas de mantenimiento debido a fallas ocasionales del equipo. . La calidad del nitrógeno de alta pureza producido mediante este proceso es completamente comparable a la del nitrógeno líquido. Equipado con un tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido, los usuarios ya no tienen que preocuparse por el suministro de gas, y la práctica lo ha demostrado plenamente. Jiangyin Changjiang Gas Separation Equipment Co., Ltd. tiene cuatro conjuntos de unidades de producción de nitrógeno de alta pureza PSA que se han utilizado en cuatro empresas de producción de ferrita MnZn en Zhejiang, Jiangxi y Shandong desde 1997. El equipo funciona bien, la tecnología es maduro y la calidad es estable, puede cumplir plenamente con los requisitos de producción de núcleos magnéticos de alta gama; entre estas cuatro empresas, tres utilizaron originalmente nitrógeno líquido y una utilizó separación de aire criogénica. Debido a fallas frecuentes y dificultades de reparación, cambiaron. al equipo de fabricación de nitrógeno Yangtze y hemos logrado resultados notables.

Una vez que una empresa decide utilizar la producción de nitrógeno in situ, debe aclarar los requisitos técnicos, realizar inspecciones y evaluaciones exhaustivas de los proveedores y seleccionar los mejores y más baratos.

5 Conclusión

(1) Aclarar los requisitos para las fuentes de nitrógeno es el requisito previo para elegir un método de suministro de nitrógeno.

(2) La familiaridad con las características de diversas fuentes de nitrógeno es la base para elegir un método de suministro de nitrógeno.

(3) Cuando el consumo de nitrógeno es superior a 30 Nm3/h, es más económico optar por la producción de nitrógeno in situ. Cuanto mayor sea el consumo de gas, más significativo será el beneficio.

(4) Cuando el consumo de nitrógeno es inferior a 500 Nm3/h, la unidad generadora de nitrógeno de alta pureza PSA in situ es la mejor opción.

Referencias:

[1] Yang Daqi et al. Actas de la 4ª Conferencia Nacional de Intercambio de Tecnología de Aplicaciones de Dispositivos y Materiales Magnéticos 1999.77.

[2] Zheng Linqiang. Actas de la Segunda Conferencia de la Red y la Conferencia de Intercambio Académico sobre Información Científica y Tecnológica de la Red de Adsorción por Cambio de Presión de Equipos de Separación de Gas de la Industria Mecánica. 1999.19.