粉末冶金生産使用氮氣的經濟性的分析

粉末冶金生産使用氮氣的經濟性的分析

自從粉末冶金産品在問世以來，其市堆高機場增長迅猛，越來越多的領域在不斷擴大應用。隨著應用市場的突飛猛進，我國的粉末冶金生産也在連年擴張。
追求增質是企業永恒的主題，不進則退更是企業生存的不爭法則，因此，粉末冶金經營、管理、技術人員繼續在生産成本控制的各個環節不懈努力。本文僅就粉末冶金生産如何經濟性地使用氮氣作一些淺析，希望能爲成本控制起到一定的參考作用。
二 可謀求用氮氣代替氨分解氣，而且應通過革新氮氣的提純工藝來降低氣氮制備費用
氨分解氣體與新提純工藝制備的高純氣氮之經濟性比較
氮氣是粉末冶金生産中必不可少的保護氣體，各個工廠由于産品工藝不同，對氮氣純度的要求也不盡一樣，但大多數的工廠要求氮氣的純度穩定控制在99。99％以上，並且需要一定量的還原性氣氛，因爲氨分解設備同時可以産生氫氣（還原性氣氛）及氮氣（保護氣氛），並且氨分解設備一次購買價格便宜，許多工廠選擇了使用氨分解設備。
現在隨著工業技術的進步，利用PSA工藝（一種物理吸附方法）從空氣中制取的氮氣，再通過甲醇裂解産生氫氣，利用氫氣通過化學反應將氮氣純化，從而獲得高純氮氣加還原性氣氛逐漸成爲成熟而廉價的制取氮氣及還原性氣氛的新型技術。
這裏我們可提供更爲經濟的方法來獲得高純氮氣及還原性氣氛，即先利用PSA制氮機制得99～99。9％的氮氣，再用甲醇裂解産生的氫氣將氮氣提純到99。999％以上，這樣制取的氮氣純度高，並且還原性氣氛的比例是可以調整的，經過實踐證明完全可以滿足生産粉末冶金産品的要求。
以下就使用氨分解設備與新型提純工藝制取氮氣及還原性氣氛的費用作一下分析對比：
以産氣量爲10Nm³/hr制氮機年運行300日，每日運行20小時爲例：
1 新型氮氣設備：
設備價格約：9萬元
電 耗：8。5KW
甲 醇耗 量：0。6Kg/hr
電 費：0。9元/度
甲 醇：2。8元/Kg
産1Nm³高純氮氣的費用爲：
（8。5×0。9+0。6×2。8）÷10=0。933元/Nm³
用制氮機制氮每日費用：0。933×10×20＝186。6元/日

2 傳統的氨分解設備（産氣量：10Nm³/hr)
設備價格約：3萬元
電 耗：20KW
液氨 耗 量：3。5Kg/hr
電 費：0。9元/度
液氨 價格：4元/Kg
産1Nm³混合氣的費用爲：
（20×0。9+3。5×4）÷10=3。2元/Nm³
用氨分解設備每日費用：3。2×10×20＝640元/日
兩者費用相減：
640-186。6=453。4元/日
一年可以軸承節省費用：
907×300=136020元
（雖然兩者設備價格相差6萬元，但一年的實際運營成本的卻可以足足節省了13萬元）

三 可謀求用革新氮氣的提純工藝來降低氣氮制備費用
在粉末冶金行業傳統工藝中還有一種是制氮機與氨分解配套使用，由制氮機提供保護氣氛，由氨分解設備提供還原性氣氛。現在還是由制氮機與新型氮氣純化設備配合使用，由制氮機提供保護氣氛，新型氮氣純化設備由甲醇裂解制氫、脫氧、脫水三部分組成，可提供高純氮氣加還原性氣氛。
以下就使用這兩種設備制取氮氣及還原性氣氛的費用作一下分析對比：
我們仍以産氣量爲30Nm³/hr制氮機年運行300日，每日運行20小時爲例：
1 新型氮氣設備：（氮氣30Nm³/hr，還原性氣氛5Nm³/hr)
設備價格約：16萬元
電 耗：23KW
甲 醇耗 量：2。38Kg/hr
電 費：0。9元/度
甲 醇：2。8元/Kg
産1Nm³高純氮氣的費用爲：
（23×0。9+2。38×2。8）÷30=0。912元/Nm³
用制氮機制氮每日費用：0。912×30×20＝547元/日

2 制氮機加氨分解設備（氮氣30Nm³/hr，還原性氣氛5Nm³/hr)
設備價格約：16萬元（這個價格需要准確）
電 耗噴印機：28KW
液氨 耗 量：2。53Kg/hr
電 費：0。9元/度
液氨 價格：4元/Kg
産1Nm³混合氣的費用爲：
（28×0。9+2。53×4）÷30=1。18元/Nm³
用傳統的制氮機加氨分解設備每日費用：
1。18×30×20＝708元/日
兩者費用相減：
708-547=161元/日
一年可以節省費用：
161×300=48300元


四 結論
由以上分析可以看出雖然氨分解設備一次性購買費用低一些，但是使用高純氣氮比用氨分解設備節省的費用在5～6個月之內可收回購買制氮機的投資，所以單純使用氨分解設備是運行成本最高的。
使用制氮機加氨分解設備雖然比單純氨分解設備運行費用要低，但是使用新型制氮機加純化設備的費用會使運行成本進一步降低，並且甲醇裂解的溫度低設備的使用壽命也更長，只要有電和甲醇即可隨時方便地得到高純氮氣及還原性氣氛，而且甲醇比較容易購買、儲存和運輸，不像液氨那樣破碎機要有專門的容器儲存，同時如果液氨要泄露危險性較大，使用甲醇更加安全。
對許多生産粉末冶金産品工廠而言，氣體已經成爲占有一定比例的消耗品，在考慮如何降低生産成本時，研究如何節約用氣量，如何節約每立方氣的費用應當是其中的一個切入點。
通過上述淺析，我們提出了新型提純工藝制備氮氣代替傳統的氨分解氣體的方案，我們相信，通過越來越多人員的參與，會提出更多的有關經濟性使用氣體的方案，從而使粉末冶金産品的生産成本在此方面謀求降低時起到一定的推動作用，爲生産粉末冶金産品的工廠拓展盈利空間做出應有的貢獻。