镁合金用膜空分所产氮气纯度的影响因素

工业技术Ano如s科技资讯镁合金用膜空分所产氮气纯度的影响因素徐广存曹凤红龙思远杜长虹重庆大学重庆400045)摘要:介紹了鼷分离制熏的原理及工艺,就膜中透气压力,透气流量及空气湿度国素对膜分离制取熏气的纯度因素进行了试验砑究,果表明:温度,产氯流量一定时,美闭冷干机,进气湿度偏高,气免度降低:打开冷干机,温度降低,氲气蚁高:进气压力、避气流量与所产气梵度具有对數拟合美系。这为分离制取气的空气预处理方拿的设计提供了重要依据关键词馔合金膜组在线熏气空气预处理中图分类号:0629文献标识码文章编号:1672-3791(2008)02(b)-0047-0因此镁合金在熔炼、液态成形及热处理过原料气。图1为膜分离制取氮气原示意图,求的氮气。膜分离制氮工艺流程如图2所程中需要提供有效的阻燃保护。目前,工业压力空气A进入中空纤维膜组B,渗透率示。中主要采用SF。作为镁合金熔炼的保护气快的气体先从富氧口排出,氮气为慢气,1一空压机,2一热交换器,3一高效体,但SF6不能单独对镁熔体起保护作用,从C口排出,进入用户使用系统。除油器,4、7、8、9—9、7、5、3级过滤需要cO2和或N2作为载流气体,将保护气A.压力空气进口,B、中空纤维膜组;器,5一冷冻干燥机,6、11—压力传感器,体均匀吹散到熔室的各个角落,有效保护F,快气S,慢气;C、氮气出口12、17一电磁阀,13、18、23-单向止回镁熔体同时将保护气体浓度控制在一定范各种气体不同的扩散率如下阀,14一调压阀,15一金属管转子流量计,围内,同时降低了对坩埚及环境的影响。氮由膜分离原理可知,氧气和水蒸汽为16-中空纤维膜组,17一电磁阀,19—精气为目前较常用和相对亷价的载流气体。快气,具有很高的扩散率,通过膜壁快速密调压阀,20一精密流量调节阀,21—玻统镁合金气体保护技术以外购瓶装气体扩散;氮气为慢气,在膜璧中扩散较慢。在璃转子流量计,22一氧传感器为主,存在运输、存储及一定程度上的浪费膜组末端C,含高成分压力氮气的气体被膜分离制氮工艺流程为:原料空气→等问题,使用成本较高,同时增加了生产调释放空压机→换热器→高效除油器→9级过滤度和管理的难度l本文针对上述问题,根1.2膜分离制氮工艺流程器→冷冻干燥机→7、5、3三级过虑器→据膜分原理和技术,研制开发了镁合金用来自空压机的压缩空气作为原料气进膜组一合格氮气载流气体在线膜分离制取氮气的设备。入系统,经若干级过滤器除去油,水及杂质,使原料气净化,净化后的原料气在膜2膜空分所产氮气纯度的影响因素1膜分离制氮原理及工艺组两侧压力差作用下,由膜高压内侧向低2.1试验过程1.1膜分离制氮原理外侧渗透。氧气、水蒸气为“快气",被系统空压机的产气量为36Nmh,气压膜分离制氮原理如图1所示213富集在低压侧,“慢气氮气被富集在高力为1.2MPa,对于本试验采用的膜组件而空气中氮气78.08%,因此膜分离制取压侧,从而实现了氮气、氧气的分离,得言,空压机的产气量有余,能保证调压阀前压力空气°°:。·图3膜分离制氮工艺流程示意图Fig 2 Schematic of on-line membrane separation generating N2空气流量、压强对纯度的能嘲图1膜分离原理示意图Fig. I Schematic of the theory of membrane separation快气高压侧低压侧快气慢气c慢气压强№p图2各种气体渗透率顺序x量/mFig. 2 The permeability subsequence of various gas图4氮气纯度与气压力、气流量关系的拟合曲线图科技资讯TECHO OGY NFOFMATION表1气温度一定冷干机关闭时氮气表2气温度一定冷干机开启时氮纯度与气压力、气流量的关系气纯度与气压力、气流量的关系压力/入凵流/氮气纯度/气压力/入山流/氦气纯度气压力/入口流/氯纯度/气压力/入口流量/氮气纯度/Nm/hMPa Nm/hWPa、m3/h99.597.60.912.099.98.098.30.896.40.810.66.7端的气压力维持在1.0MPa,试验过程中成项式,指数、对数和冪进行拟合,发现对料气中的水气,保证原料气的质量,从而保品氮气流量设定为2Lmin,压力为0.MPa。数拟合的相对程度较高,如图4所示证所产氮气的品质。本文的试验数据在满足调节糢组前端调压阀和节流阀,测量温镁合金熔炼保护的要求,保证镁合金的熔炼度一定(0℃)时,氮气纯度跟气压力与气流量3结论质量具有重要意之间的关系当冷干机关闭时,对同一膜组件而2.2试验数据及讨论言,膜组前面的进气湿度增加,氮气湿度参考文献式验数据见表1、表2。增加,氮气纯度相对应的降低。】曹凤红,龙思远,徐广存,等镁合金用载流由以上表中数据可见,冷干机主要作冷干机打开,由于冷干机良好的除油气体制备技术及装备J铸造技术,2007用除油除永,冷干机关闭,在温度、气流除湿效果,对于同一膜组件而言,那气纯(10):1341~1343量、气压力等条件一定时,由于进入膜组度相应的较高,并成对数拟合关系。2]陈志远陈孝通新型制氮技术M北京机气体的湿度增加,虽然膜组具有一定的除械工业出版社,1992:11-~14水气功能,但是由于原料气进入膜组后,4结语[3]陈勇,王从厚吴鸣.气体膜分离技术与应用内压高外压低水气易凝成水汽,一定程度本文结论为镁合金用载流气体在线中M].北京:化学工业出版社,2003:12上会降低膜组使用寿命的同时使氮气湿度空纤维膜分离制取氮气的空气预处理方案13.增加,并且降低了氮气的品质。和相应的除水设备提供了一定的试验依冷干机打开,由于冷干机良好除油除据。从实验数据上看出,冷干机的关闭和水效果,在相同条件下所产氮气纯度较开启,对同一膜组而言影响了膜组前面进高。将膜组件所产氮气纯度跟进气压力,气的湿度,从而影响了所产氮气的纯度,进气流量对应关系的试验数据采用直线、多因此在使用某种膜组件之前,必须先除去原上接46页而对另外一些材料产生的烟雾响应差,如光系统的自动比较功能可以设置警报的延时输于一只感烟探测器。管路安装形武多样,采电感烟探测器对合成材料产生的烟雾敏感,出,经过一段时间的比较,系统可以确定烟样网管中的支管和毛细管可以水平或垂直方而离子感烟探测器对天然材料产生的烟雾比雾的稳定变化再发出警报,从而避免由于环向布置在任何地方,如封闭机柜内,活动地较敏感,而空气采样早期烟雾探测系统对各境的异常变化造成的误报,提高了报警的可板下或吊顶内,设备内部过流、过压产生的种材料产生的烟雾都敏感,对任何大小的烟靠性。空气采样早期烟雾探测系统还能与普微量烟雾可以直接探测到,在空气流速较大雾粒子均有很好地响应。这种激光散射的测通火灾报警控制器相连,实现双路报警或者的通信建筑环境中采样管还可以直接敷设在量方法精确,测量范围宽,灵敏度高,因启动声光报警设备,并可通过高级接口把早交换机上方或空调、通风设备的回风口处,此对微量的烟雾也能探测报警。其PVc采样期报警系统同楼宇管理等智能系统或通信建机房内任何部位产生的烟雾在空调、通风管内无任何电子器件,因此不会受到机房内筑环境动力等局域网连接,融入到这些智能设备的作用下均由回风口返回,采样管网布电磁环境的干扰,甚至可用于防爆环境,其化系统中去置在回风口,可及时探测到整个机房环境内多级过滤方式一方面将大的灰尘、脏物过滤发射机房正向无人值守方式发展,对机的烟雾变化,而普通感烟探测器却是不允许掉,另一方面又将精细过滤后的洁净空气送房的远距离集中监控变得非常必要,空气采安装在通风空调的回风口。采样管网安装极回探测腔,时时刻刻清洗腔内的光学元件,样早期烟雾探测系统对有局域网的场合如环其简便,避免了繁琐的连线、安装调试工而且空气采样早期烟雾探测系统还采用了结境动力网采用开放协议高级接口,将空气采合激光技术的灰尘处理和识别分离( LDDTM)样早期烟雾探测系统的设备与局域网相连在火灾发展的初始阶段,发射机房中功能,因此这种投备可以较长时间不用清洗这样在环境动力网中除对电流、电压、温往往是因为一些设备或线缆过电压、过电和校正,不仅降低了误报率,而且延长了系度、湿度进行监控外,还可对机房中的烟雾流而挥发出微量的烟雾粒子,人们看不到统的使用寿命,满足了机房的不间断火情监状况等系统早期报警的信息进行采集和监它,但能嗅到烟雾中的异味。这说明空气测的需要。而感烟探测器必须每年或每二年控。对于没有局域网的环境,空气采样早期中已出现了烟雾,只不过烟雾的浓度低于清洗和校正一次,在清洗和校正期间,探测烟雾探测系统可采用网络终端机进行联网,人眼的视觉阈值,当然更低于普通报警探系统无法对机房实施火情监测,从而使机房在任何地点,有任何烟雾报警发生后,系统测器的报警阈值。即使产生了很浓的烟较长时间处于无监测状态,而且探测器的清以自动拨号的方式通过市话网或无线网直接雾,由于空调及通风设备的大量采用,烟洗和校正所需费用较高,从而增加了运行费传到监控中心,监控中心运行专门的监控软雾变得很稀薄,使普通感烟探测器无能为用。空气采样早期烟雾探测系统灵敏度高,件,读取各台站机房中空气采样早期烟雾探力。而空气采样早期烟雾探测系统的工作得益于其所具有的自动环境学习功能测系统所获得的信息,并可进行远程编程和原理是光散射测量技术,当激光照射到空( CLASSFIRE),它可以根据周围的环境进行维护,气样品上时,不同直径的烟粒子发生的散学习,然后根据所积累的数据设定灵敏度,射现象是不一致的,普通感烟探测器都只以达到任何环境都能精确探测的效果,该功对某些物质材料燃烧产生的烟雾响应好,能还可以鉴别出灰尘、潮气和烟雾的存在