輪胎生產硫化氮氣系統(tǒng)

1、 輪胎生產硫化氮氣系統(tǒng) 一、氮氣硫化的優(yōu)點 1、節(jié)約能源，減少蒸汽消耗量 氮氣硫化能夠顯著節(jié)約能源，降低蒸汽消耗量。在輪胎生產中80%90% 的蒸汽都消耗在硫化機硫化輪胎（內部+ 外部），而其中被輪胎吸收的實際熱量僅有4%，96%的熱量都以其他方式損失掉了。使用氮氣+蒸汽硫化，較大幅度降低蒸汽的消耗小胎平均節(jié)約8.8%，平均用量由30Kg下降到28Kg。 大胎平均節(jié)省約40%，平均用量由145Kg下降到85Kg。硫化蒸汽消耗量Kt/M單位輪胎的蒸汽消耗量 t/t比較成本1.以前的熱水硫化10.800 2.4 1002.改進后的熱水硫化（熱水回收,保溫,縮短硫化時間等）8.550 1.9 793

2、.P/C輪胎氮氣硫化5.8501.354硫化蒸汽原單位的變化 原單位：蒸汽(噸)輪胎生產重量(噸) (T/T),使用T/B硫化機33臺, P/C硫化機100臺生產輪胎4500T/M時的實際成績2、生產效率的改進充氮硫化與熱水硫化相比，定型、硫化機和模后向膠囊內充入高 溫蒸汽和高壓氣體，蒸汽的高溫熱量和隔熱壓縮使得溫度上升，硫化速度變快，硫化時間被縮短。大胎每條平均可節(jié)省4min，小胎約2min。氮氣硫化周期比過熱水硫化周期縮短了5-15%（以小胎計），生產效率提高了3.2%-10%。3、輪胎質量提高明顯（與蒸汽硫化比較） 定型溫度，壓力是否正常是影響輪胎質量的主要原因，定型是輪胎質關鍵解決點。

3、 氮氣定型壓力比蒸汽壓力低氮氣定型生胎膨脹比用蒸汽定型時要穩(wěn)定 。輪胎平衡得到提高，輪胎均勻性RFV，LVF數(shù)值得以改善20-30 。注：由于氮氣容易泄漏，這對硫化機的密封結構和密封件材料有較高的要求，否則會增加溫壓波動事故胎的比率。 曲線I： 氮氣硫化 ，氮氣定型 曲線II：熱水硫化 ，蒸汽定型 RFV：輪胎負重旋轉時，輪胎旋轉軸半徑方向力變化大?。╧g） LFV：輪胎負重旋轉時，輪胎旋轉軸橫方向力變化大?。╧g） 輪胎規(guī)格：165/70 SR 13III4、設備投入少水管數(shù)量減少，水管尺寸變小 。熱水站需要保溫設備，氮氣無需保溫措施。使用管路零件少，口徑小?？刂朴嬃可?， 硫化管路簡單。使用

4、管路零件少 5、氮氣硫化危險小，蒸汽使用高壓熱水，危險性較高。6、提高硫化機膠囊的壽命 氮氣純度為99.9%時 ，膠囊 壽命僅為原來的80% 氮氣純度99.99%，膠囊壽命是原來的120% 氮氣純度99.999%時，膠囊壽命是原來的150%二、氮氣硫化的缺限： 氮氣分子較小，對機臺密封結構和密封材料的性能啟，否則容 易造成泄漏。 較難確定泄漏點, 而且排凝使上下胎側溫差大。二、充氮硫化工藝用1415kgf/cm2 蒸汽充入膠囊后，保持23分鐘，充入壓力為21kgf/cm2的常溫N2，并一直保持到硫化結束 。常溫氮氣壓縮蒸汽過程中,產生大量的熱量,使能量得到有效的利用，從而加快硫化速度，硫化時間

5、被縮短。三、氮氣裝置（制氮回收系統(tǒng)）本氮氣制造系統(tǒng)屬常溫空分領域，以空氣為原料，利用變壓吸附原理(PSA)，獲取符合技術指標要求的產品氮氣。氮氣回收系統(tǒng)，將硫化排放的氮氣與蒸汽的混合氣體回收,經系統(tǒng)回收處理后的氮氣，一部分可用于輪胎定型，其余部分經氮氣壓縮機增壓后進入系統(tǒng)重新用于硫化。1、氮氣制取1 PSA簡介 變壓吸附（ PSA -Pressure Swing Adsorption）1960年， Skarstrom提出PSA專利，并用PSA技術實現(xiàn)從空氣中分離出氧， 并于60年代投入工業(yè)生產。它現(xiàn)在當今世界的現(xiàn)場供氣方面具有 不可替代的地位 。吸附劑是PSA制氮設備的核心部分。一般地，PSA

6、制氮設備選擇的是碳分子篩它吸附空氣中的氧氣、二氧化碳、水分等，而氮氣不能被吸附。 碳分子篩有幾個重要性能指標： a. 最大產氮量（NM3/H） b. 最大回收率（N2/AIR）% c. 填充密度知名碳分子篩生產廠商：日本巖谷、武田，德國卡波（Carbon Tech) 碳分子篩裝填技術分子篩的裝填技術還影響氣體分布，氮氣回收率。專門的技術將碳分子篩裝入鋼制吸附塔，否則極易粉化并導致失效。旋風式氣體分布器，使吸附塔進氣平緩，對分子篩沖擊力小，以免分子篩的粉化。同時使氣流分布均勻，死空間減少，進一步提高分子篩的利用率。在使用一段時間后，分子篩之間的空隙在減小，慢慢下沉，如果沒有“壓緊裝置”吸附塔上部

7、有可能出現(xiàn)明顯空間。當壓縮空氣進入吸附塔下部時，分子篩就會在短時間內發(fā)生快速的位移，導致分子篩互相碰撞、摩擦并且與吸附塔發(fā)生碰撞，這樣就極易使分子篩粉化失效。 空氣中油、水對分子篩的影響由于空氣中不可避免含有一定油蒸汽，如果不經嚴格除油，油蒸汽極易被碳分子篩所吸附，并且難以脫附。堵塞分子篩微孔，導致分子篩“中毒失效” 。所以在壓縮空氣進入吸附塔前設置嚴格除油裝置（高效除油器）是保證分子篩使用壽命必不可少的一環(huán)。水對分子篩來講雖然不是致命的，但會使分子篩吸附“負荷”增加，即影響其吸附O2、CO2之能力。因此壓縮空氣干燥除水，是提高分子篩吸附能力和穩(wěn)定不可忽視的問題。變壓吸附的原理 吸附量 吸附壓

8、力 任何一種吸附劑對于同一被吸附氣體來說，在吸附平衡的情況下，溫度愈低，壓力愈高，吸附量愈大，如果溫度不變，在加壓的情況下吸附，用減壓或常壓解吸的方法，稱為變壓吸附。 經過研磨、氧化、成型、碳化并經過特殊的孔型處理工藝加工而成的，表面和內部布滿微孔的柱形顆粒狀吸附劑。碳分子篩孔徑分布圖如下：碳分子篩 （CMS）O2碳分子篩結構O2Magnified42.2-2.3mm3-6mmO2O2O2O23.92.84.33.0N2N2N2N2N2N2O2O2 碳分子篩對氧和氮的分離作用主要基于這兩種氣體在碳分子篩表面上的擴散速率不同， O2分子動力學直徑較小，擴散較快，較多進入分子篩固相（微孔），N2分

9、子動力學直徑較大，擴散較慢，進入分子篩固相也較少，氧的臨界直徑為2.8A0(1A0=10-10m)，這樣氣相中可得到氮的富集成份。 變壓吸附制氮正是利用碳分子篩的選擇吸附特性，采用加壓吸附，減壓解吸的循環(huán)周期，使壓縮空氣交替進入吸附塔（也可以單塔完成）來實現(xiàn)空氣分離，從而連續(xù)產出高純度的產品氮氣。 工作原理變壓吸附設備主要由A、B吸附塔、控制系統(tǒng)組成。當縮空氣（壓力為0.71MPa）從下至上通過A塔時，氧氣、二氧化碳和水分被碳分子篩所吸附，而氮氣則被通過并從塔頂流出。當A塔內分子篩吸附飽和時便切換到B塔進行上述吸附過程并同時對A塔分子篩進行再生。所謂再生，即將吸附塔內氣體排至大氣從而使壓力迅速

10、降低至常壓，使分子篩吸附的氧氣、二氧化碳和水分從分子篩內釋放出來的過程。 壓縮空氣空氣凈化 裝置空氣儲罐氧氮分離裝置工藝緩沖罐除塵過濾器不合格氮氣氮氣檢測裝置氮氣儲罐制氮工藝特點采用雙均壓閥設置 使閥門動作頻率一致，從而保證易損件更換周期的一致性，便于維護。該項技術同時也為以后工藝上的改進提供了便利。不等勢均壓工藝RLVI流程, 工藝采用中下不等勢均壓工藝，回收了吸附末期仍置留于吸附塔中上部的高純氮氣，大大地提高了氮氣回收率，從而使得能耗較國內同類產品降低了20%以上。回氮沖洗專項技術（反吹）：在吸附塔解吸過程中，回流約10%左右的產品氮氣對分子篩進行沖洗，以和其徹底解吸（相當于創(chuàng)造了一個真空

11、脫附環(huán)境）。 快速回流升壓專項技術 該項技術利用ZSGP管道式氣動閥雙流向特性，在吸附塔轉入吸附期的瞬間，快速回流大量的產品氮氣快速升壓，使吸附劑在最短的時間內達到最佳吸附壓力，大大地提高了吸附劑的利用率。 PSA技術的優(yōu)越性氣動閥門，雙向流通性，具良好的密封性能，快速的啟閉速度，響應時間0.3秒, 易損件壽命長達100萬次以上。特殊的分子篩，可使氮氣純度一次達到99.999%，不需要附加的純化裝置（純化裝置的工藝比較復雜，運行成也較高。產品純度可以隨流量的變化進行調節(jié)；在低壓和常壓下工作，安全節(jié)能；設備簡單，維護簡便微機控制，全自動無人操作。 PSA制氮設備的功能閥門切換由可編程序控制器自動

12、控制；氮氣純度、流量監(jiān)測；不合格氮氣聲光報警；不合格氮氣長時報警自動停機功能； 冷干機、過濾器自動排污。 對系統(tǒng)參數(shù)進行檢測和修改； 中空纖維膜制氮系統(tǒng)原理：薄膜具有對某些氣體組分有選擇性，滲透和擴散的特性 以達到氣體分離和純化的目的。 PSA與膜分法產氣量比較 相同產氮量時，變壓吸附法比膜分法制氮能耗減少10%左右，設備投資減少10%左右，純化耗氫量及觸媒減少40%。 變壓吸附法，年維修量雖然比膜分法略大，從投產后第三年起，每年添加 0.2%的活性炭，約1萬元，而膜分法使用5年時，膜效率下降1520%左右，更換膜組費用約為30萬元。從國內使用情況統(tǒng)計，變壓吸附法市場占有率約為95%，而膜分法

13、僅為5%，說明變壓吸附法制氮更為成熟可靠。 膜分法與PSA的比較2 氮氣回收及增壓系統(tǒng)設備用途：硫化氮氣經過氮氣回收系統(tǒng)回收，將硫化排放的氮氣與蒸汽的混合氣體回收。經系統(tǒng)回收處理后的氮氣，一部分可用于輪胎定型，其余部分經氮氣壓縮機增壓后進入系統(tǒng)重新用于硫化。氮氣回收系統(tǒng)技術參數(shù)：回收率： 75% 以上露點： 45噪音： 80分貝硫化氮氣粗過濾回收儲罐 凈化系統(tǒng)緩沖罐氮氣統(tǒng)純度檢測增壓系統(tǒng)制氮系統(tǒng)低壓罐排冷凝水 回收系統(tǒng)功能 低純度的回收氮氣報警，實現(xiàn)低純度氮氣自動停機，同時加大氮氣的制氮量 系統(tǒng)實現(xiàn)優(yōu)先使用氮氣回收的功能； 實現(xiàn)制氮系統(tǒng)和氮氣回收的自動遠程控制，系統(tǒng)實現(xiàn)觸摸屏統(tǒng)一顯示控制參數(shù)； 實現(xiàn)氮氣的回流，補充氮氣增壓機的吸口的氣源，穩(wěn)定增壓泵氣源的壓力， 回流有旁通管路。 極大降低輪胎生產的成本生產500萬套轎車胎，每條胎所需氮氣0.8M3min，液氮消耗量5000噸/年，若以1元/公斤計，設液氮設備投入成本為100萬, 液