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　　大力促進我國氣體分離行業(yè)的進步與發(fā)展，不僅可以滿足國民生產(chǎn)需求，同時對提升我國綜合競爭實力有重大意義，自從1978年我國制氮市場也逐年呈現(xiàn)上升趨勢，氮氣產(chǎn)品量的需求和產(chǎn)品純度的要求都有了進一步的提高。

　　目前普氮市場的設(shè)備可以完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，超高純氮氣設(shè)備的市場則是由國外控制，國內(nèi)空分廠家還尚未涉足此領(lǐng)域，這也是氣體分離行業(yè)所面臨的一個新挑戰(zhàn)。當(dāng)前純氮氣主要應(yīng)用于油田注氮、石油化工、合成纖維、合成氨、浮法玻璃、軋鋼和電子工業(yè)等領(lǐng)域。

　　油田注氮的制氮裝置規(guī)模較大，國外已有31萬Nm3/h,氮氣產(chǎn)品純度要求氧氣含量低于10ppm，產(chǎn)品壓力一般在300∽400bar，生產(chǎn)過程允許有短暫中斷，要求有少量液氮儲備；石油化工、合成纖維、合成氨、浮法玻璃、軋鋼等的制氮裝置規(guī)模一般是從幾千到幾萬不等，產(chǎn)品純度為要求含氧2∽100ppm,產(chǎn)品壓力一般在1.35∽31bar，有些設(shè)備需要有備用液氮，要求保證不間斷的產(chǎn)品供應(yīng)。

　　電子工業(yè)的制氮氣過濾裝置規(guī)模較小，一般是從幾百到幾千，但是產(chǎn)品純度要求較高，通常對氧含量要求低于1ppm,同時對產(chǎn)品中CO和H2的含量有較高要求。產(chǎn)品壓力在3∽10bar,要求產(chǎn)品供應(yīng)不間斷，有備用液氮。

　　制氮行業(yè)經(jīng)過了幾十年的蓬勃發(fā)展，不管從規(guī)模以及產(chǎn)品要求上都上了一個臺階，針對不同規(guī)格的產(chǎn)品，目前國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出了與其相適應(yīng)的制氮流程，筆者結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展情況，對氮氣過濾裝置的流程組織及選擇作一總結(jié)。

　　高純氮節(jié)能流程有兩種方案：

　　第一種方案：高純氮返流全膨脹節(jié)能流程：采用全膨脹，多余冷量采取在膨脹機后抽一股低溫氣體與污氮氣混合至-20℃左右，然后去鋁制板翅式換熱器換熱，省去冷水機組。

　　第二種方案：高純氮正流全膨脹節(jié)能流程：采用全膨脹，這樣可以降低空壓機排氣壓力，節(jié)省能耗，但是膨脹機的葉輪直徑會增大，投資相應(yīng)增多。

　　變壓吸附有兩種方案：

　　第一種方案：粗制氮氣，純度達到99.99%，精制氮氣，純度達到99.999%，單套可以做到3000Nm3/h左右，可以多套組合，按照需要?；蛘唛_，不需要液體產(chǎn)品。

　　第二種方案：粗制氮氣，純度達到99.99%，精制氮氣，純度達到99.999%，單套可以做到3000Nm3/h左右，可以多套組合，按照需要停或者開，需要液體產(chǎn)品，采取配套外液化過濾裝置，可以自由停車或者開車，優(yōu)點是節(jié)省能耗，缺點是投資大。

　　超高純氮氣

　　超高純氮氣主要用于電子工業(yè)，在集成電路、芯片（晶片）和相關(guān)元器件的生產(chǎn)過程中，超高純氮氣與普通氮氣相比，對以下條件有嚴格要求，目前一般要求總雜質(zhì)含量集成電路要求：4ppm，芯片要求：1ppm或者更高，同時設(shè)計電子工業(yè)用高純氮裝置時，要重視裝置所在大氣組成的測定，且設(shè)計一定要留有余量。其難點和要點主要是一氧化碳、氫和水分的達標，為此，要采取不同的凈除方法：

（1）CO的凈除：利用壓縮機的壓縮熱，在觸媒的幫助下，通過催化反應(yīng)，除去一氧化碳，可以使產(chǎn)品中所含CO降低到0.1ppm以下。

（2）CO2的凈除：通過分子篩床層吸附。

（3）氫氣等低沸點組分的凈除：氫氣，氦氖氣都是沸點比氮氣低的組分，在一氧化碳轉(zhuǎn)化爐中，空氣中的氫氣生成水，然后從冷凝蒸發(fā)器排出不凝氣體，放空以使低沸點組分除去，但是其純度仍然不夠，仍需要通過特殊流程組織比如采用加設(shè)純氮精餾輔塔，在液氮頂部設(shè)置冷凝器，底部設(shè)置再沸器，增大循環(huán)倍率來除去低沸點的氫氣等雜質(zhì)。

（4）甲烷等高沸點組分的凈除：甲烷等烴類氣體以及氪氙等稀有氣體的沸點比氮氣高得多，它們會全部濃縮到塔底的富氧液空中，達標沒有問題。

（5）水分的凈除：通過分子篩床層吸附，同時水分有沸點，達到要求沒問題。

（6）顆粒度：通過精密過濾器來滿足。