磁性材料生产中应用的氮源PSA制氮机

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磁性材料生产中应用的氮源PSA制氮机

因各磁性材料生产企业建立的时间、启动资金、生产规模和当时的氮源情况及其认识等不同，故使用的氮源或者供氮方式也就不同，归结起来有四类：瓶装商纯氮气、液氮、深冷空分制氮和PSA制氮机。
    1．瓶装高纯氮气 主要在以真空气氛烧结炉为烧结设备的企业，是间歇式烧结，一般以24小时为一生产周期，炉子容量在15～50Kg，每天用气量／炉在2m3左右，集中用气时间在3～4小时，这类企业生产规模都不大，少者只有几台炉子，多者也不过二三十台。
    瓶装高纯氮气所用的气瓶容积为40升，注入氮气压力为150Kg，氮量为6Nm3／h/瓶，目前市价为30元／瓶。按使用规定，瓶中压力降到15Kg时巳不允许继续使用，否则以后经过置换清洗才能氮气的高纯度，故使用瓶装氮气时，氮气单价为5．5元／m3。虽然用气成本较高，但因企业规模较小、总用量不大，使用瓶装氮气还能承受，故一般不会更换供气方式，只有规模扩大、考虑使用氮窑时才会改变。
    2．液氮 目前市场价格在1000元／m3左右，液氮汽化成氮气时，1m3液氮可转换为标准状态下的氮气为643m3，考虑到损耗等因素，能使用的氮气约为600m3左右，故使用液氮时的氮气单价为1．67元／m3，这里不包括购买或租赁液氮罐所摊的费用。以MnZn铁氧体企业为例，使用液氮的磁性材料企业建立初期，大都规模不大，均在300吨／年左右，通常只有一条氮气保护隧道窑，用气量在20～30Nm3／h，每天（24小时）供气量在480～720Nm3。若再用瓶装氮气则每天需100瓶左右，成本也太高，故不宜采用；若购买制氮设备现场制氮，虽然用气成本可降三分之二左右，但考虑到资金和今后的发展等因素，用户一般还是先选用液氮，以后视情况再定。
    3.深冷空分制氮、PSA制氮和膜分离制氮 深冷空分制氮已有九十余年的历史，且制取的高纯氮完满足磁性材料的需要；国产PSA制氮和膜分离制氮还是九十年代以后才出现的，故国内在七八十年代就有相当规模的MnZn铁氧体企业大多数采用的是深冷空分现场制氮，而稀土永磁因八十年代以前规模均不大，生产中制粉不采用“氮气流磨”，烧结采用Ar气保护。直到九十年代Nd—Fe—B的兴起，规模逐渐扩大、工艺改进，除生产规模较小（年产50吨以下）的企业仍采用瓶装氮气或液氮外，大多数均已采用PS洫制氮机现场制氮。
    自购制氮设备现场制取高纯氮，一次性投资较多，但运行综合成本较低，通常在0．7元／m3以内。深冷空分、PSA制氮与膜分离制氮设备各有特点，且在不同产气量及纯度范围内务有优势，用户可根据各自的情况综合比较进行选择。已有文章[3]对三者进行了投资价值分析，该文作者的结论是氮气纯度在99．99％以上，产氮量在500Nm3／h以下，PSA制氮（加后级净化）可以与深冷空分竞争。