氮气硫化

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充氮硫化新工艺简介 21世纪，要问中国发展迅速最快——当属汽车行业，随着汽车行业的发展，带动轮胎行业在迅猛的发展，全国各地都纷纷兴建轮胎厂和轮胎生产基地，市场竞争也愈演愈激烈。同时轮胎也由原来的斜胶尼龙胎向全钢丝子午胎方向发展。如何在如此激烈的竞争中占据一席之地，公司认为关键在轮胎的技术、轮胎的质量和轮胎的价格三方面。 ________________________________________ 21世纪，要问中国发展迅速最快——当属汽车行业，随着汽车行业的发展，带动轮胎行业在迅猛的发展，全国各地都纷纷兴建轮胎厂和轮胎生产基地，市场竞争也愈演愈激烈。同时轮胎也由原来的斜胶尼龙胎向全钢丝子午胎方向发展。如何在如此激烈的竞争中占据一席之地，公司认为关键在轮胎的技术、轮胎的质量和轮胎的价格三方面。轮胎的竞争主要表现为轮胎技术竞争和轮胎价格竞争方面，只有这两方面进行有效的控制，才能在竞争市场上占据优势。本公司——双钱载重轮胎公司是一个国内专业从事全钢丝载重子午胎生产的上市公司，公司的年产轮胎能力达到250万套，产品多达10系列350多种规格，是目前国内最大的生产全钢丝载重子午胎基地，轮胎出口美国、澳大利亚、东南亚等几十个国家和地区。在国内轮胎硫化工艺中使用比较成熟和广泛的工艺为过热水硫化，而且国内绝大多数轮胎厂的轮胎硫化采用该硫化工艺，只有少数几家技术比较先进的轮胎合资公司采用充氮硫化，而且采用此类充氮硫化工艺的公司（如米其林回力公司、华南轮胎厂、韩泰轮胎厂等）均采用液氮硫化。过热水硫化即轮胎硫化过程中，轮胎的定型（即中心定位）使用低压蒸汽，轮胎的正硫化过程中，胶囊内充的介质为170℃以上高压热力除氧水，外温采用低压蒸汽，通过高温将天然橡胶链状的分子结构改变成网状结构，同时将一层层带束层紧密贴合起来，并在胎面形成花纹。充氮硫化即轮胎硫化过程中，轮胎的定型（即中心定位）使用低压（0.4—0.5MPa）的氮气，轮胎的正硫化过程中，胶囊内充的介质为高压蒸汽和高压（2.5 MPa以上）氮气的混合气体，外温采用低压蒸汽，通过高温将天然橡胶链状的分子结构改变成网状结构，同时将一层层带束层紧密贴合起来，并在胎面形成花纹。而液氮硫化也是氮气硫化的一种，只不过硫化中的氮气气源为液体氮气直接释放减压气化升华取得，轮胎生产厂家只要直接向液氮的生产厂家购买获得。它具有纯度高的优点，但是它也具有安全性差、不稳定、工艺难控制、费用昂贵等的缺点。在充分考虑到液氮硫化的优点和缺点后，2003年双钱载重轮胎公司和温州瑞气空分设备有限公司共同开发研制了轮胎硫化的全新充氮装置和工艺。双钱载重轮胎公司在2003年新增30万套项目建设中果断采用该全新的充氮硫化技术——压缩空气分离（氧气—氮气分离）、净化制取高纯度（氮气纯度为99.9995%，500Nm3/h）的氮气，而放弃传统使用污染比较严重的过热水硫化工艺。第一套硫化充氮系统于2003年3月15日在双钱载重轮胎公司投入运行。经过一年多的使用，成品轮胎的质量有了很大提高，而且经济效益明显。公司在2004年新增60万套项目，再次和温州瑞气空分设备有限公司合作，购置了一套BGPN295-770的变压吸附制氮装置，用于轮胎的硫化，通过将近一年的使用，系统相当稳定，维修率低。双钱载重轮胎公司是国内首家采用气体制取氮，并将制得的氮气经过增压后，应用于轮胎的硫化工艺，改变了以往过热水硫化的工艺，同时业改变了国内少数企业和国外企业采用液氮硫化工艺。填补了国内该技术的空白。同时也弥补了因液氮硫化工艺成本高、安全性差、泄漏多的不足。充氮硫化存在以下几方面的优点： 1、使用充氮硫化，硫化工艺简化，改变了传统使用过热水硫化系统庞大、复杂，设备占用空间大的缺点，大大节约系统占用空间。 2、使用充氮硫化，解决了以往蒸汽和过热水的压力温度难调节的工矿（主要是不稳定，压力随温度有变化），使得硫化的工艺稳定，明显降低了轮胎硫化中缺胶、脱层、气泡的现象。 3、从氮气的分子式结构来看，氮气的性能比较稳定，隔热性能及佳，大大改善了原来使用过热水硫化热损失严重的现象，节约了能源。 4、高纯度的氮气，气体的纯度达到无氧含量（氮气纯度<10ppm），消除了硫化胶囊早期硫化的现象，胶囊的平均寿命有原来的258次，增加到平均寿命286次，胶囊平均寿命提高了10%。 5、使用充氮硫化，取消原来使用过热水硫化工艺，取消原来要加热过热水使用的大量蒸汽，缓解了对蒸汽用量，减少为满足工艺所必需的公用工程的投资，节省了费用。 6、使用氮气硫化，降低了水、电的消耗，同时，因为没有过热水，消除了跑、冒、滴、漏的现象，达到环保运行的要求，使得厂区比较清洁，达到环保要求。以上是氮气硫化的优点，我们采用该硫化工艺，明显感觉到了氮气硫化工艺的先进性。而采用该工艺必要的前提要有高纯度的氮气，本公司采用了温州瑞气空分设备有限公司设计、制造的两套变压吸附制氮装置。从改系统一年多来的使用情况来看，其设备具有以下的优点： 1、工艺简单：整个制氮系统的系统工艺非常简单，制氮所需的气源有空压站集中供压缩空气，无需独立的空压机提供气源，气源能保障，确保系统的稳定。 2、气体纯度高：通过冷冻干燥、压缩空气预处理和PSA技术变压吸附等步骤，就能制的高纯度的氮气（氧含量<10ppm ），满足用户的要求。 3、满足不同工艺需要：可靠的增压设备，将氮气压力增到3.3MPa，满足不同工艺用气压力的要求，达到用户的需求。 4、先进的PLC控制技术：系统采用西门子PLC可编程序控制器自动控制，控制精度高，并完全实现自动化操作。 5、设备可靠：氮气纯度、流量在线监测；产生不合格的氮气（低于设计要求<10ppm）自动排空；系统产生不合格氮气同时有声光报警。长时间产生不合格氮气，系统自动停机。 6、设备安装方便：公司将制氮系统分成几个部件，设备到场后只要将模块拼接起来既可投入调试，设备结构紧凑，节约了设备的空间。 7、先进的配置：系统的核心部分吸附剂全部采用日本进口的岩谷分子筛；程控阀门采用具有国家专利的瑞气程控阀门；可编程序控制器采用德国SIEMENS，保证设备可靠；电磁阀采用德国FESTON；压力传感器采用德国HONEYWELL；微氧仪采用上海英盛（合资单位）；流量计采用承德克罗尼流量计（合资单位）。良好的配置保证设备性能的优良。 8、人机界面：可视的人机界面，能显示系统的各种参数，同时也可根据用户的需求，可以进行相关的参数调整。 9、低维修率：设备稳定，确保了设备的低维修率。无需更换大部件，每年一次的设备保养，只要添加少量分子筛和更换管道过滤器等少量工作，即可保证设备全年的运行。 10、全面的系统培训：瑞气公司对每套系统，组织专业培训人员为用户单位进行系统的培训，让用户知道如何使用设备、用好设备，以及进行故障处理、维修和日常维护。 11、良好的售后服务：瑞气公司能在48小时内响应用户的要求，并协助客户解决系统上的相关技术问题，并经常性的进行设备回访，真的做到了让用户放心。以上几点优点是本公司使用瑞气公司产品以来，认为该公司产品所具有的良好品质。使用瑞气公司的产品，真正做到了让用户放心和满意。在使用充氮硫化方面，轮胎的生产成本也有明显的降低。主要表现在以下几方面： 1、先表现硫化使用的蒸汽：2002年（未使用氮气硫化前）平均每条轮胎硫化使用蒸汽0.145吨/条左右，2003年（使用氮气硫化）平均每条轮胎硫化使用蒸汽0.109吨/条左右，每条降低使用蒸汽36公斤，节省比率为33%。预计每年可节成本为0.036（吨/条）×2500000（条/年）×85（元/吨）÷10000=765万元/年 2、其次表现在氮气的生产成本上：制氮设备的总装机容量小于30Kw,再加上增压机装机容量55Kw，加上空压站集中供压缩空气，通过计算每立方0.45元/M3，液氮（释放，折合成标准状况下的气体）1.5元/M3，这样要比购置液氮便宜230%。按硫化每条轮胎需要6 M3氮气计算，每年的使用成本为0.45（元/M3）×2500000（条/年）×6（M3）÷10000=675万元 3、还表现在消除过热水的使用上：虽然过热水是循环利用，但是冷却塔的2%漂水，要经常补充软化水；再加上过热水要每周添加杀菌剂、除垢剂等。使用了氮气硫化，此方面的费用可节省了，基本每年节省费用在25万元左右。 4、还表现设备的维修费用方面：传统工艺硫化维修表现在水泵、电气方面，维修保养劳动强度大，费用高，每年的费用在8-10万元左右；而氮气硫化维修保养费用在5-6万元左右。 5、更主要的表现在轮胎产品的质量方面：使用氮气硫化，轮胎的性能指标如：在里程数、耐久性、均匀性、压穿能力试验中，都高于传统过热水硫化的性能指标。在这方面的经济价值是无法估算的。从以上的成本分析，使用氮气硫化每年可以节约成本118万元左右，制氮设备购置费用基本2年可以收回全部的投资。使用氮气硫化，从轮胎硫化后产品的质量和轮胎硫化的成本，都明显优于传统的过热水硫化的工艺，所以该工艺在双钱载重轮胎公司轮胎硫化过程中不断的被推广，在上海轮胎（集团）股份有限公司如皋公司再次订购了一套瑞气公司的BGPN49-500的制氮装置，以满足本公司发展的需要。公司也非常感谢瑞气公司能为我公司提供如此高性能的产品。  氮气硫化.doc (179 KB)
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氮气硫化

行业典型用途：
2 J2 r, R0 J- G4 V" d8 |　　充氮硫化是指轮胎的定型使用低压氮气（0.4-0.5MPa），轮胎的正硫化过程中，胶囊内充介质为高压蒸汽与高压氮气（2.5MPa）的混合气体，外温采用低压蒸汽来进行硫化，利用高温将天然橡胶链状的分子结构改变成网状结构，同时将一层层带束层紧密结合起来，并在胎面形成花纹。氮气硫化，轮胎的性能指标如里程数、耐久性、均匀性、压穿能力试验中，都高于传统过热水硫化的性能指标。制氮设备购置费用基本一年多时间即可收回全部的投资,有效实现技术和价格的价值提升。
　　一、充氮硫化的优势:
　　1、轮胎的性能指标如：里程数、耐久性、均匀性、压穿能力试验等明显优于传统的过热水硫化。
7 N# P; }3 D6 C5 a4 u: x& G　　2、有效降低设备配置及运行成本。
1 ^# s/ T9 c1 K! W! r2 N* Y9 Q2 u7 ]　　3、工艺简化，改变了传统过热水硫化系统庞大、复杂，设备占用空间大的缺点。
　　4、解决了以往蒸汽和过热水的压力温度难调节的工况，使得硫化的工艺稳定，明显降低了轮胎硫化中缺胶、脱层、气泡的现象。
* l8 `: _& \& Q* ~' y　　5、氮气的性能稳定，隔热性能及佳，大大改善了使用过热水硫化热损失严重的现象，节约了能源。
　　6、高纯度的氮气，消除了硫化胶囊早期硫化的现象，胶囊平均寿命提高了10%。
　　7、无需原来加热过热水使用的大量蒸汽，减少为满足工艺所必需的公用工程投资。
　　8、降低了水、电的消耗，同时消除了跑、冒、滴、漏的现象，达到环保运行的要求。
　　二、轮胎充氮的优越性
　　
　　与充空气的轮胎相比，充入干燥、低氧的氮气会使胎内压力稳定，爆胎几率大大降低，提高了高速行车的安全性。
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　　A、减少爆胎几率,提高行车安全
　　
　　1.氮气为惰性气体，避免了轮圈和轮胎帘布层的氧化。
　　2.充入轮胎内氮气渗透胎壁的速度，只有氧气的1/6,因此充氮轮胎的胎压保持能力强，无须经常补气，降低摩擦而节省油料。
- V& K! q& O1 t" ~' q4 M　　3.对于无内胎充入干燥的氮气避免了水汽及高氧含量对轮圈的腐蚀。
　　
　　B、延长轮胎的使用寿命
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/ z1 r; T5 d+ u+ [* b" F8 k5 x　　1.充氮轮胎能长久的保持稳定的压力，延长了轮胎的寿命。
　　2.充普通空气的轮胎内腔氧和水的含量高，氧从轮胎内腔开始逐渐向胎壁深处渗透，氧分子和橡胶中不饱和的分子起化学反应，产生橡胶老化现象直至报废。而充氮轮胎的氮气浓度至少达到95%,轮胎中氧气的含量较低。氮气能保护橡胶不被老化延长了轮胎的使用寿命。
$ Z8 i2 R" J) l" k　　3.普通空气充胎压压缩空气含有一定量油，污染及逐步溶胀内胎降低使用寿命，干燥充胎则可延长轮胎的使用寿命。
　　
- W4 r8 ]' ~: q8 }　　C、减小轮胎异常变形节省额外耗油量
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　　胎内气压的泄漏降导致轮胎额外变形量增加，滚东阻力增大，油耗随之增加。充氮轮胎由于胎压能长期保持稳定，减少了使用中轮胎的异常变形量，降低了汽车油耗。节省了废气排放，保护了环境。　　
　　
' H. z7 z- y# f! Z　　装置工作原理：
　　变压吸附制氮设备是采用碳分子筛为吸附剂，利用变压吸附原理来获取氮气的装置。在一定的压力下，利用空气中氧、氮在碳分子筛表面的吸附量的差异（即碳分子筛对氧的扩散吸附远大于氮），通过可编程序控制器（PLC）控制气动阀的开闭，达到A、B两塔交替循环，加压吸附、减压脱附的过程，完成氧氮分离，得到所需纯度的氮气。
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$ j! s0 R& s  X　　装置结构特点：
　　1、卓越的节能技术，降低用气成本；　　
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$ ?( w1 I7 L6 {/ n9 I' \　台州恒气机械设备有限公司提供的节能型制氮装置采用了中部均压流程，中部均压流程对下均压位置作了改进。均压时均压气体从吸附结束的吸附塔中部引出进入脱附结束的吸附塔的底部，按照吸附塔内氮气纯度的倒金字塔型梯度分布特点进行均压，这样将氮气纯度较高的气体从吸附塔均压到解吸塔，还原了床层固有的纯度梯度分布，提高了解吸塔的氮气浓度，同时降低了解吸塔内碳分子筛对氧气的预吸附，提高了碳分子筛的利用率，即提高碳分子筛的产氮率。中部均压流程比传统流程更加合理、科学、成熟、其直接效果是氮气回收率提高，产气量上升，间接效果是节约能耗。中部均压流程应用以上设计，不仅提高了氮气回收率和碳分子筛利用率，也改变了利用变压吸附不能制取ppm级高纯氮气的历史，仅通过变压吸附就能制得高纯度的氮气（氧含量<10ppm），无需配置氮气纯化设备。
　　2、选用高品质的碳分子筛保证装置最大限度的节能；

　　
9 m- l9 f/ U8 D% V　　台州恒气与多家国内外著名的碳分子筛厂商有着技术合作，可根据用户工况选配最节能的碳分子筛。
9 X+ U0 z8 m, j8 y9 {　　3、设备运行安全、稳定、可靠；
* G/ D1 k) E  a: g# j9 T  T　　碳分子筛是变压吸附制氮设备的核心部分，油中毒是碳分子筛的主要失效形式之一，对水的吸附会降低碳分子筛对氧的吸附能力，有油润滑空压机排出的压缩空气通常含有油和水，所以必须在压缩空气进入氧氮分离组件之前除油除水。空气净化组件由管道过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、超精过滤器、活性碳除油器、自动排污阀、球阀等组成，其作用是除去压缩空气中的尘埃、水和油，为氧氮分离组件提供洁净的原料空气。
/ `/ |: F; W/ E$ a) `- j　　4、氮气纯度、流量在线监测，并设有系统故障自动报警、停机功能；
; C# y# a3 Q2 y: F, `  _+ e9 m　　5、选用一百万次频繁切换无故障的专用阀门，保障系统的稳定运行；
  h" j# ~" W0 x　　6、选配著名品牌的元器件是设备品质的有效保证；
5 Y6 \1 r* M8 h% v  K# [　　7、采用西门子PLC可编程序控制器，控制精度高，并完全实现自动化操作；
　　8、采用可视的人机界面，能显示系统的各种参数，同时也可根据用户的需求，进行相关的参数调整；
　　9、维修率低，每年一次的设备保养，只要更换活性碳及过滤器滤芯等少量工作，即可保证设备全年的运行；
　　10、设备操作、维护培训系统全面，售后服务响应及时，经常性的进行设备回访，真正做到让用户放心；
2 g& j  q7 B+ O! y9 `' M3 U+ z11、高效率的氮气回收系统，让您企业充分的利用氮气资源。
　　12、应急备用氮气源；
& n9 ]( _. m, v; [( q　　适用于供气不允许停气和短时瞬间用气量大的场合，当设备故障、停电不能给用气端供气或设备产氮能力短时瞬间不能满足终端用气时，通过气动阀自动切换至备用氮气源，由备用氮气源供气补充，这些备用氮气源如氮气储罐、液氮等等，包含不合格氮气自动排空功能。
　　
　　主要技术参数：
  L( h% w. l4 \# ^  \& Y3 K) f　　氮气流量：1-1000Nm3/h
　　氮气纯度：99.5~99.999%
+ x/ t( `! h9 V) ]4 D- N　　氮气压力：0.5~1.0MPa
　　氮气露点：≤-60℃

打哆嗦法国

不错。希望有更详细的资料文献。