輪胎氮氣硫化PSA供氮機理及實驗研究.pdf

1、子午線輪胎因其特殊的結(jié)構(gòu)，需要在高溫高壓下進行硫化，才能保證其使用性能。蒸汽/氮氣硫化工藝與傳統(tǒng)的硫化工藝相比能更好的滿足了子午線輪胎硫化的要求，得到了推廣和應(yīng)用。而該硫化工藝需要專門的制氮設(shè)備，以提供高壓、高純度氮氣充入膠囊內(nèi)，以保證內(nèi)壓的要求。變壓吸附法(簡稱PSA)是一種新型的氣體分離技術(shù)，可適應(yīng)多種應(yīng)用場合、可實現(xiàn)高度自動化、具有顯著的節(jié)能降耗效果且一次性成本投入小。PSA法制取氮氣可以一步制取純度在99.99％的高純氮氣，充分

2、滿足了輪胎氮氣硫化的工藝要求。 目前國內(nèi)還沒有研究出成熟定型的輪胎氮氣硫化專用供氮裝置，有鑒于此本課題組針對輪胎氮氣硫化的特殊要求，查閱了國內(nèi)外大量文獻，并對制氮的機理和技術(shù)進行了深入的研究，在此基礎(chǔ)上研制了一套小型實驗用變壓吸附制氮系統(tǒng)，并且進行了實驗研究，包括快速確定單塔吸附時間，雙塔均壓時間：改變操作壓力、操作周期、原料氣流量、高徑比等工藝參數(shù)，考察它們對系統(tǒng)的影響。經(jīng)實驗研究可以看出：在相同的吸附壓力下氮氣流量的增加以氧

3、含量的升高為代價，即氮氣純度降低；適當(dāng)提高吸附壓力，在相同純度下可以提高氮氣流量，在相同流量下可以得到更高純度的產(chǎn)品氮氣；當(dāng)吸附壓力超出分子篩的正常工作壓力時，氮氣純度反而降低得很快，而且加速分子篩粉化。在本裝置的運行過程中，吸附塔內(nèi)的最佳工作壓力為0.8Mpa；通過確定單塔吸附時間選擇最合適的吸附周期，本套裝置中確定最佳吸附周期為67s。本文還對吸附塔兩端氣體分流板的氣孔布置進行了優(yōu)化，針對氮氣硫化工藝的用氣量不穩(wěn)定的特點設(shè)計了穩(wěn)壓裝