轮胎生产硫化氮气系统

1、 轮胎生产硫化氮气系统 一、氮气硫化的优点 1、节约能源，减少蒸汽消耗量 氮气硫化能够显著节约能源，降低蒸汽消耗量。在轮胎生产中80%90% 的蒸汽都消耗在硫化机硫化轮胎（内部+ 外部），而其中被轮胎吸收的实际热量仅有4%，96%的热量都以其他方式损失掉了。使用氮气+蒸汽硫化，较大幅度降低蒸汽的消耗小胎平均节约8.8%，平均用量由30Kg下降到28Kg。 大胎平均节省约40%，平均用量由145Kg下降到85Kg。硫化蒸汽消耗量Kt/M单位轮胎的蒸汽消耗量 t/t比较成本1.以前的热水硫化10.800 2.4 1002.改进后的热水硫化（热水回收,保温,缩短硫化时间等）8.550 1.9 793

2、.P/C轮胎氮气硫化5.8501.354硫化蒸汽原单位的变化 原单位：蒸汽(吨)轮胎生产重量(吨) (T/T),使用T/B硫化机33台, P/C硫化机100台生产轮胎4500T/M时的实际成绩2、生产效率的改进充氮硫化与热水硫化相比，定型、硫化机和模后向胶囊内充入高 温蒸汽和高压气体，蒸汽的高温热量和隔热压缩使得温度上升，硫化速度变快，硫化时间被缩短。大胎每条平均可节省4min，小胎约2min。氮气硫化周期比过热水硫化周期缩短了5-15%（以小胎计），生产效率提高了3.2%-10%。3、轮胎质量提高明显（与蒸汽硫化比较） 定型温度，压力是否正常是影响轮胎质量的主要原因，定型是轮胎质关键解决点。

3、 氮气定型压力比蒸汽压力低氮气定型生胎膨胀比用蒸汽定型时要稳定 。轮胎平衡得到提高，轮胎均匀性RFV，LVF数值得以改善20-30 。注：由于氮气容易泄漏，这对硫化机的密封结构和密封件材料有较高的要求，否则会增加温压波动事故胎的比率。 曲线I： 氮气硫化 ，氮气定型 曲线II：热水硫化 ，蒸汽定型 RFV：轮胎负重旋转时，轮胎旋转轴半径方向力变化大小（kg） LFV：轮胎负重旋转时，轮胎旋转轴横方向力变化大小（kg） 轮胎规格：165/70 SR 13III4、设备投入少水管数量减少，水管尺寸变小 。热水站需要保温设备，氮气无需保温措施。使用管路零件少，口径小。控制计量少， 硫化管路简单。使用

4、管路零件少 5、氮气硫化危险小，蒸汽使用高压热水，危险性较高。6、提高硫化机胶囊的寿命 氮气纯度为99.9%时 ，胶囊 寿命仅为原来的80% 氮气纯度99.99%，胶囊寿命是原来的120% 氮气纯度99.999%时，胶囊寿命是原来的150%二、氮气硫化的缺限： 氮气分子较小，对机台密封结构和密封材料的性能启，否则容 易造成泄漏。 较难确定泄漏点, 而且排凝使上下胎侧温差大。二、充氮硫化工艺用1415kgf/cm2 蒸汽充入胶囊后，保持23分钟，充入压力为21kgf/cm2的常温N2，并一直保持到硫化结束 。常温氮气压缩蒸汽过程中,产生大量的热量,使能量得到有效的利用，从而加快硫化速度，硫化时间

5、被缩短。三、氮气装置（制氮回收系统）本氮气制造系统属常温空分领域，以空气为原料，利用变压吸附原理(PSA)，获取符合技术指标要求的产品氮气。氮气回收系统，将硫化排放的氮气与蒸汽的混合气体回收,经系统回收处理后的氮气，一部分可用于轮胎定型，其余部分经氮气压缩机增压后进入系统重新用于硫化。1、氮气制取1 PSA简介 变压吸附（ PSA -Pressure Swing Adsorption）1960年， Skarstrom提出PSA专利，并用PSA技术实现从空气中分离出氧， 并于60年代投入工业生产。它现在当今世界的现场供气方面具有 不可替代的地位 。吸附剂是PSA制氮设备的核心部分。一般地，PSA

6、制氮设备选择的是碳分子筛它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不能被吸附。 碳分子筛有几个重要性能指标： a. 最大产氮量（NM3/H） b. 最大回收率（N2/AIR）% c. 填充密度知名碳分子筛生产厂商：日本岩谷、武田，德国卡波（Carbon Tech) 碳分子筛装填技术分子筛的装填技术还影响气体分布，氮气回收率。专门的技术将碳分子筛装入钢制吸附塔，否则极易粉化并导致失效。旋风式气体分布器，使吸附塔进气平缓，对分子筛冲击力小，以免分子筛的粉化。同时使气流分布均匀，死空间减少，进一步提高分子筛的利用率。在使用一段时间后，分子筛之间的空隙在减小，慢慢下沉，如果没有“压紧装置”吸附塔上部

7、有可能出现明显空间。当压缩空气进入吸附塔下部时，分子筛就会在短时间内发生快速的位移，导致分子筛互相碰撞、摩擦并且与吸附塔发生碰撞，这样就极易使分子筛粉化失效。 空气中油、水对分子筛的影响由于空气中不可避免含有一定油蒸汽，如果不经严格除油，油蒸汽极易被碳分子筛所吸附，并且难以脱附。堵塞分子筛微孔，导致分子筛“中毒失效” 。所以在压缩空气进入吸附塔前设置严格除油装置（高效除油器）是保证分子筛使用寿命必不可少的一环。水对分子筛来讲虽然不是致命的，但会使分子筛吸附“负荷”增加，即影响其吸附O2、CO2之能力。因此压缩空气干燥除水，是提高分子筛吸附能力和稳定不可忽视的问题。变压吸附的原理 吸附量 吸附压

8、力 任何一种吸附剂对于同一被吸附气体来说，在吸附平衡的情况下，温度愈低，压力愈高，吸附量愈大，如果温度不变，在加压的情况下吸附，用减压或常压解吸的方法，称为变压吸附。 经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂。碳分子筛孔径分布图如下：碳分子筛 （CMS）O2碳分子筛结构O2Magnified42.2-2.3mm3-6mmO2O2O2O23.92.84.33.0N2N2N2N2N2N2O2O2 碳分子筛对氧和氮的分离作用主要基于这两种气体在碳分子筛表面上的扩散速率不同， O2分子动力学直径较小，扩散较快，较多进入分子筛固相（微孔），N2分

9、子动力学直径较大，扩散较慢，进入分子筛固相也较少，氧的临界直径为2.8A0(1A0=10-10m)，这样气相中可得到氮的富集成份。 变压吸附制氮正是利用碳分子筛的选择吸附特性，采用加压吸附，减压解吸的循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔（也可以单塔完成）来实现空气分离，从而连续产出高纯度的产品氮气。 工作原理变压吸附设备主要由A、B吸附塔、控制系统组成。当缩空气（压力为0.71MPa）从下至上通过A塔时，氧气、二氧化碳和水分被碳分子筛所吸附，而氮气则被通过并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气从而使压力迅速

10、降低至常压，使分子筛吸附的氧气、二氧化碳和水分从分子筛内释放出来的过程。 压缩空气空气净化 装置空气储罐氧氮分离装置工艺缓冲罐除尘过滤器不合格氮气氮气检测装置氮气储罐制氮工艺特点采用双均压阀设置 使阀门动作频率一致，从而保证易损件更换周期的一致性，便于维护。该项技术同时也为以后工艺上的改进提供了便利。不等势均压工艺RLVI流程, 工艺采用中下不等势均压工艺，回收了吸附末期仍置留于吸附塔中上部的高纯氮气，大大地提高了氮气回收率，从而使得能耗较国内同类产品降低了20%以上。回氮冲洗专项技术（反吹）：在吸附塔解吸过程中，回流约10%左右的产品氮气对分子筛进行冲洗，以和其彻底解吸（相当于创造了一个真空

11、脱附环境）。 快速回流升压专项技术 该项技术利用ZSGP管道式气动阀双流向特性，在吸附塔转入吸附期的瞬间，快速回流大量的产品氮气快速升压，使吸附剂在最短的时间内达到最佳吸附压力，大大地提高了吸附剂的利用率。 PSA技术的优越性气动阀门，双向流通性，具良好的密封性能，快速的启闭速度，响应时间0.3秒, 易损件寿命长达100万次以上。特殊的分子筛，可使氮气纯度一次达到99.999%，不需要附加的纯化装置（纯化装置的工艺比较复杂，运行成也较高。产品纯度可以随流量的变化进行调节；在低压和常压下工作，安全节能；设备简单，维护简便微机控制，全自动无人操作。 PSA制氮设备的功能阀门切换由可编程序控制器自动

12、控制；氮气纯度、流量监测；不合格氮气声光报警；不合格氮气长时报警自动停机功能； 冷干机、过滤器自动排污。 对系统参数进行检测和修改； 中空纤维膜制氮系统原理：薄膜具有对某些气体组分有选择性，渗透和扩散的特性 以达到气体分离和纯化的目的。 PSA与膜分法产气量比较 相同产氮量时，变压吸附法比膜分法制氮能耗减少10%左右，设备投资减少10%左右，纯化耗氢量及触媒减少40%。 变压吸附法，年维修量虽然比膜分法略大，从投产后第三年起，每年添加 0.2%的活性炭，约1万元，而膜分法使用5年时，膜效率下降1520%左右，更换膜组费用约为30万元。从国内使用情况统计，变压吸附法市场占有率约为95%，而膜分法

13、仅为5%，说明变压吸附法制氮更为成熟可靠。 膜分法与PSA的比较2 氮气回收及增压系统设备用途：硫化氮气经过氮气回收系统回收，将硫化排放的氮气与蒸汽的混合气体回收。经系统回收处理后的氮气，一部分可用于轮胎定型，其余部分经氮气压缩机增压后进入系统重新用于硫化。氮气回收系统技术参数：回收率： 75% 以上露点： 45噪音： 80分贝硫化氮气粗过滤回收储罐 净化系统缓冲罐氮气统纯度检测增压系统制氮系统低压罐排冷凝水 回收系统功能 低纯度的回收氮气报警，实现低纯度氮气自动停机，同时加大氮气的制氮量 系统实现优先使用氮气回收的功能； 实现制氮系统和氮气回收的自动远程控制，系统实现触摸屏统一显示控制参数； 实现氮气的回流，补充氮气增压机的吸口的气源，稳定增压泵气源的压力， 回流有旁通管路。 极大降低轮胎生产的成本生产500万套轿车胎，每条胎所需氮气0.8M3min，液氮消耗量5000吨/年，若以1元/公斤计，设液氮设备投入成本为100万, 液