激光切割用制氮机和液氮的对比优势

氮气在激光切割机中的应用主要是在切割不锈钢当中作为辅助气体使用!

氮气在作为不锈钢辅助气体的作用有两个:

1）氮气为惰性气体，杜绝激光切割中的氧化反应。保持不锈钢产品切割面的金属光泽(发亮)。

2) 用氮气的压力把激光熔化的部分吹下去，形成切割缝!

一般激光切割对氮气的要求有几个方面:

1）纯度

2) 压力

3) 流量

1)纯度 一般要求比较高都是在99.99%以上，越高越好!原因，为了保证在不锈钢的切割中，保持切割面的不锈钢原始的金属光泽! 如果纯度过低，会使切割面产生氧化反应，导致切割面发黄或发黑。

2)压力 会根据切割不锈钢的厚度而定。一般10毫米以下1Mpa就可以了，如果要切割20毫米不锈钢，氮气的压力一般要2Mpa或更高。

3)流量 会根据切割嘴的口径和压力而定，当然最主要原因还是切割不锈钢的厚度而决定。如果是厚板不锈钢，流量会很大!

制氮机是一种可靠的制氮装置，用来分离或生产高纯度氮气。使用制氮机，可以很好的解决使用液氮所带来的问题，而且可以降低成本。

制氮机的原理

氮气发生器采用氮气偏压吸附( PSA) 系统，从压缩空气中生产出持续的氮气。制氮系统由两组突出的碳分子筛( CMS) 构成，经过预处理的压缩空气进入 CMS 容器底部，  然后流过 CMS，氧气和其它微量气体被其吸收，只让氮气通过。如图 1 所示。

图 1 氮气发生器工作原理图

CMS 不同于普通的活性碳，它有很多很狭窄的气孔。这种气孔可以使小分子如氧分子通过，而将进入 CMS 的大的氮气分子隔离开来。大的氮分子从分子筛的旁路通过，再形成成品氮气。

为了保证制氮的连续性，整个系统实际上有两个 CMS 交替工作，我们形象地称正在工作的一个叫“在线床”，经过一段时间的工作后，“在线床”差不多已经吸附饱和，系统自动将“在线床”转换为再生 模式，排掉其吸附的污染物。另一个 CMS 则转成为“在线床”，交替循环进行分离。两组 CMS 在分离和再生模式之间的轮转确保了能持续不断地产生氮气。

整个制氮机主要由一套净化系统，一台氮气发生器组成，其系统流程图见图2

图 2 氮气发生系统工艺流程图

制氮机的优点

一、运行成本低

制氮机的原料为空气，只需提供压缩空气和电源即可自制氮气。设备能耗低，运行成本费用少。

液氮的使用前期需要投资液氮罐，汽化器，汇流排设备和减压阀，生产应用还需专人操作。

成本比较：现有购买的液氮为195L/瓶，成本为500元。每升液氮可以汽化为0.63立方的气态氮，这样折合成气态的体积价格为500/195/0.63=4.07元/立方

制氮机的成本主要为电能的消耗，150立方制氮机总功率为112.55KW（实际运行功率按80%比例）（空压机90KW+冷干机3.75KW+制氮机0.3KW+增压机18.5KW），平均电费为1元/Kwh，那么每小时的电费112.55元，折合成1立方的氮气成本为112.55/150=0.75元/立方

二、整机运行可靠

制氮机氮气纯度调整方便，氮气纯度只受氮气排气量的影响，普通制氮纯度在95%-99.99之间任意调节；高纯度氮气在普氮制氮机主体后面添加一台氮气纯化装置，氮气纯度99.99%-99.9995%之间调节。氮气纯度可用微量氧分仪设备现场检测（检测设备如图3）。

而液氮纯度不可调，不同的液氮纯度，市场价格差异很大，对生产的成本有很大的增加及不可选择性。

一、连续生产稳定

设备自动化程度高，产气快，可无人值守，只需按时巡检相应设备运行稳定，做好检查记录即可。启动、关机只需按一下按钮，开机10-15分钟内即可产出氮气。

制氮机只需根据调定的压力，可长期恒压工作，自动运行和停止。可与各种被充气工件链接，达到压力后自动停止。以确保氮气量纯度、压力长期稳定运行。

液氮在温度高的时候，液氮罐压力高，安全阀会起跳也达到了恒压效果，但也造成了液氮的浪费，减压一次要损耗几个立方，瓶装液氮基本利用率在90%左右。特别是夏天的时候，天气温度高，即使不用氮气，也要定时减压放掉一部分氮气。这个就造成了成本的浪费。

液氮一旦供应不及时造成系统停车危险性，这个要有考虑进去，安全第一。

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