溫州瑞氣空分設(shè)備有限公司于1979年開始從事變壓吸附制氮設(shè)備的開發(fā)、制造及應用研究，20多年以來，已成為國內(nèi)常溫空分領(lǐng)域規(guī)模最大的設(shè)備制造商。產(chǎn)品遍布石油、化工、電子、磁材、玻璃、金屬熱處理、冶金、食品保鮮、醫(yī)藥、化肥、塑料、輪胎、煤炭、海運、航天等行業(yè)，至今已推廣1000多套變壓吸附裝置和500多套其它裝置。瑞氣空分設(shè)備有限公司是專業(yè)從事氣體分離技術(shù)和提純技術(shù)研究、開發(fā)及應用的企業(yè)。其主導產(chǎn)品有常溫空分制氮，常溫空分制氧，氣體純化等設(shè)備。
2000年，瑞氣研制成功變壓吸附制氮RV－L新型專利流程，并通過浙江省科委鑒定。該流程摒棄了業(yè)界普遍使用的上下等勢均壓，采用等勢均壓與不等勢均壓相結(jié)合的方式，即上部為等勢均壓而中下部為交叉不等勢均壓。如圖所示：它完全結(jié)合流程及分子篩的優(yōu)勢，能將氮氣回收率提高9.5～45%，產(chǎn)品氮氣的純度越高其效果越明顯。當?shù)獨饧兌葹?7%時，其氮氣回收率可提高9.5%以上，而氮氣純度為99.999%時，則可提高45%以上，即生產(chǎn)59氮氣的空氮比可達到7.1∶1，而以往國內(nèi)行業(yè)水平只能達到10.5∶1。
上世紀八十年代以來，國產(chǎn)變壓吸附制氮設(shè)備逐步取代了進口PSA及深冷空分制氮的部分市場，瑞氣制氮設(shè)備的應用領(lǐng)域也有了很大的拓展，特別是在石化、化工、紡織行業(yè)的廣泛應用。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，投資較大的項目在全國各地如雨后春筍般涌現(xiàn)，如橡膠、聚脂、紡織項目較為突出。它們一般要求配套設(shè)備生產(chǎn)周期短，而且用戶因為考慮到資金及市場等不可控因素，往往是分期投資，每一期項目用氣量不會很大，故不適合采用深冷制氮方式。此時中小型PSA制氮方式以它的投資成本低、交貨期短、設(shè)備操作維護簡便等優(yōu)點，成為大部分用戶的首選。
現(xiàn)將制氮系統(tǒng)設(shè)備在橡膠行業(yè)的典型應用作簡單介紹：
橡膠輪胎硫化工藝中，以往均采用水蒸汽來給膠囊充壓，這大大降低了膠囊的使用壽命，國外一般采用99.99%純度的氮氣注入膠囊，有效提高了膠囊的使用次數(shù)。從用氣成本和膠囊成本綜合考慮，明顯優(yōu)于老的工藝方法。瑞氣制氮系統(tǒng)采用如圖所示流程，空氣壓縮機排出的壓縮空氣經(jīng)壓縮空氣凈化組件除油、除水、除塵后，進入空氣儲罐，再由PSA制氮機將氮、氧分離，富氧氣體排放，富氮氣體存入工藝緩沖罐。在氮氣純化裝置中，通過向低純氮氣中加入氨分解產(chǎn)生的氮氫混合氣，氮氣中的氧氣與氨分解氣中的氫氣在催化劑作用下生成水從而除去氧氣，然后送入儲罐以備增壓。氮氣增壓機將高純氮氣從0.55MPa升壓到3.3MPa，高壓氮氣經(jīng)電動調(diào)節(jié)閥減壓至用戶所需用氣壓力，隨后進入工藝生產(chǎn)線。如PSA制氮系統(tǒng)發(fā)生故障或定期檢修，則由備用液氮系統(tǒng)向生產(chǎn)線供氣，確保生產(chǎn)供氣連續(xù)。因為在橡膠輪胎的硫化工藝中，氮氣經(jīng)使用后主要是攜帶了部分水蒸汽、粉塵，且壓力有了明顯降低、溫度有明顯的提高，如將其回收處理后再使用，不僅可以節(jié)約大量成本，而且能解決排放污染問題。本系統(tǒng)采用了對廢氣進行回收處理，它首先將廢氣通入水冷卻器降溫，再經(jīng)凈化干燥裝置除水、除塵，送入儲氣罐重新升壓后并入主供氣管線使用。本系統(tǒng)高純氮氣由PSA制氮加氮氣純化制得，如用戶在實際生產(chǎn)過程中因生產(chǎn)任務變化而用氣量減少到一半時，PSA制氮機的產(chǎn)氮純度便可滿足工藝要求，此時可以將氨分裝置和氮氣純化裝置停機，如上圖虛線所示將PSA制氮機的產(chǎn)品氣直接送入增壓機前的低壓氮氣儲罐。這樣，可以有效降低使用成本，而且簡化操作難度。
為使上述系統(tǒng)操作、控制方便，人機界面更加友好，系統(tǒng)將設(shè)備運行參數(shù)各閥門動作裝態(tài)，產(chǎn)品氣的流量、露點、壓力、純度以及各檢測點的檢測信號，經(jīng)PLC受集處理后送入中央控制室，在觸摸屏上直觀顯示，用戶無需到設(shè)備運行現(xiàn)場便可對設(shè)備狀況一目了然，并可查看設(shè)備運行記錄、變化曲線圖及故障記錄。
本文只簡單介紹PSA制氮機及氮氣純化設(shè)備在橡膠行業(yè)里的典型應用。目前，很多橡膠輪胎氮氣設(shè)備用戶由于考慮到綜合成本，已將氮氣的純度調(diào)整為99.99%或以下，我司充分適應用戶這一需求變化，將制氮方式調(diào)整為PSA一步法完成，無需配置供氫裝置。大大降低了設(shè)備的操作難度，并提升了自動化程度和安全系數(shù)。瑞氣公司通過技術(shù)、制造、應用水平的不斷提高，將為用戶提供更加穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品和服務。
