核磁共振波谱实验室需要-112°F露点和纯氮
manbetx王者荣耀《压缩空气最佳实践®》杂志采访了位于澳大利亚悉尼的Basil V.R. Greatrex Pty Ltd的全国销售经理Warwick Rampley先生。
无油空气压缩机，冷冻和膜干燥器，过滤，湿和干罐为该系统提供“零级”压缩空气。
下午好(实际上是早上好)，感谢您让我们注意到这个申请!
早上好。非常欢迎。这是一份特别的工作，我们想你的读者可能会感兴趣。并不是每天都需要一个能够提供可靠的压缩空气露点-80°C(-112°F)和高纯度氮气的系统。我们与一些优秀的技术供应商合作，并设计了一个相当有趣的系统。
虽然我们公司成立于1919年，但这是我们遇到的最苛刻的应用之一。Basil V.R. Greatrex是一家独特的公司，我们专注于压缩空气测量，压缩空气质量和压缩空气效率。我们有适合这项工作的技能!
什么是核磁共振实验室？什么样的测试设备使用压缩空气和氮气？
用外行的话说，核磁共振（NMR）光谱设备分析样品，以在原子水平上识别其成分。该设施位于悉尼地区，采用Bruker AVANCE光谱仪，配备NMR超导磁体——一个复杂的系统，产生NMR所需的非常强、均匀和稳定的磁场。磁铁实际上有八（8）英尺高，直径可达5英尺。磁铁保存在温度约为-200°F的液氦中。磁力非常强，因此有严格的准则限制人类暴露在该区域——甚至是机器上方的几层！
压缩空气和氮气是磁铁的两个关键工具，用于冷却和将样品移进和移出机器。供气量由系统的电气频率决定。AVANCE说明书中说明:
- 200-400 MHz:压缩空气
- 500mhz: 95%纯度的氮气
- 600-750 MHz: 95%纯度的氮气
该实验室有三个核磁共振系统，配备了在不同频率(400 MHz系统，500 MHz系统，600 MHz系统)运行的BCU-II冷却单元。这就是我们必须同时供应压缩空气和氮气的原因。
中空纤维膜干燥器提供至少-80°C(-112°F)的压力露点。预过滤器确保没有水分，灰尘或油蒸汽/液体污染膜干燥机。
AVANCE系统的压缩空气规格是什么?
布鲁克指导手册和“现场指南”中有相当多的一章以“效用要求”为主题。下面是压缩空气的最高规格的摘要。
- 含水量:-80°C(-112°F)压力露点
- 含油量：<0.005 ppm（0.005 mg/m3）
- 固体杂质：过滤器应至少保留99.99%小于0.5微米或更大的颗粒。注：客户指定的纯度高于此值。
Bruker网站指南根据所使用的核磁共振设备的大小/类型和安装的冷却装置制定了标准。在这种情况下，有3个不同尺寸的磁铁，都配有一个BCU-II冷却装置，可以将压缩空气冷却到-80°C(-112°F)左右。Bruker规定压缩空气必须有这个露点作为最低水平，以避免损坏这三个非常昂贵的单元，估计价值约400万澳元(300万美元)。一个样品可能在100000 rpm的转速下旋转，如果它失去了气体供应，它可能会自毁。
现场指南还规定含油量<0.005mg/m³，以避免样品污染和结果误报。粒子的标准要低得多，只要求小于0.5微米，但该网站规定，考虑到其他严格的要求，他们不想冒险使用他们的设备，并选择了比ISO8573.1:2010 Class 1更好的。这有效地使系统成为一个完全兼容的0类系统。
请描述空压机的规格和安装的内容。
布鲁克公用事业要求指定无油空压机。它应该是一个膜或特氟龙涂层活塞或涡旋空压机与细尘进口过滤器。为了满足规格要求，我们与当地的Pulfords Air and Gas公司合作，该公司为我们提供了出色的无油旋转卷轴(Anest Iwata)套件，每个卷轴由4马力(5.5 kW)电机驱动。它包装在一个单独的机柜和控制器旋转通过每个空气端均匀分配工作时间。它还将自动启动和停止每个空气端取决于压缩空气的需求。
请描述压缩空气干燥系统。
干燥和过滤系统的每个部分都是分级的，以提供最好的效率和结果。由于悉尼夏季的环境温度升高，涡旋压缩机可以产生非常热的压缩空气。我们可以看到空气压缩机出口高于环境温度25°C(77°F)，因此它们可以达到60°C(140°F)。今年夏天甚至有一天气温达到了48°C(118°F)。因此，有一个超大的“湿”接收器，使压缩空气冷却到更易于管理的水平，同时也冷凝和分离出大量夹带的水分。这种“湿式”接收器装有Bekomat零空气损失电子漏极。所有的设备，包括零空气损失冷凝水排放，都被连接到监控系统中，因此报警条件可以立即检测到——我们将在稍后讨论这个问题。
干燥剂干燥器露点和吹扫控制的好处-网络研讨会记录下载幻灯片并观看免费网络直播的录音，学习:
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另一个对纯度的挑战是，空气压缩机附近有一个大型停车场，因此有大量的环境碳氢化合物被吸入。压缩空气经过一个1微米的过滤器过滤，在湿接收器之后，然后进入一个制冷剂干燥器，该干燥器设计用于应对我们讨论过的高环境温度。从那里，它被进一步过滤由一个0.01微米的过滤器，一个活性炭塔，最后一个0.01微米的灰尘过滤器。
还对管道和连接件进行了特殊考虑，因此不会引入污染物。当地一家专门从事管道系统的公司，Superior Engineering Solutions，为该项目的这一部分提供了巨大的技术支持。我们已经看到，在过去的安装，在配件上错误的特氟龙胶带会导致露点退化15度!整个系统采用焊接不锈钢管。我们在必要的地方使用一种特殊的聚四氟乙烯胶带。
在我们进入最后阶段之前，这个系统会尽可能多地去除污染物。膜干燥机可以容忍零液体或固体颗粒。这就是为什么预处理系统如此重要。
利用膜从压缩空气中生成氮气氮气发生器采用半透性中空纤维膜技术从压缩空气中分离和回收氮气。大气中通常含有78%的氮气、21%的氧气和1%的其他气体。该膜利用选择性渗透原理生产高纯度氮气。 从概念上讲，中空纤维膜就像一根多孔的吸管。压缩空气被迫通过“吸管”的中心。每种气体都有一个特征渗透速率，这是其溶解和扩散通过膜的能力的函数。氧气是一种“快速”气体，通过膜壁选择性扩散，同时允许氮气沿纤维内部流动，从而产生富氮产品流。富氧废气或渗透液在大气压力下从膜分离器排出。分离的驱动力是中空纤维内部和外部的气体分压差。
一个典型的膜分离器包含数千根纤维，纤维束在两端包裹在环氧树脂中。切割光纤束的两端，使光纤孔在两端打开，使气体从一端流向另一端。纤维束封装在合适的外壳中。外壳保护纤维，并将气体正确地从进料端输送至产品端。 在膜分离器中，压缩空气沿中空纤维内部流动。“快”气体——氧气、二氧化碳、水蒸气和少量的“慢”气体，通过膜壁到达纤维的外面。它们在大气压力下收集，当废气渗透或废物流时，应该排到一个安全的位置。大多数“慢”气体和非常少量的“快”气体继续通过纤维，直到它们到达膜分离器的末端，在那里产品氮气被管道输送到应用程序。
图片由Titus空气系统和PRISM®薄膜，空气产品和化学品公司提供。 |
膜干燥器将露点降低到-80℃（-112℉）？
是的。压缩空气现在进一步干燥使用一个特别设计的膜干燥机提供给我们提多烘干机．这种薄膜能够降低露点，实际上大约在-85°C(-121°F)，我们看到它稳定。膜式干燥器不使用电，在分离压缩空气流中的气体水分方面非常有效和可靠。差分压促进分子通过膜的迁移，因为快速移动的水分分子寻求低压端口(扫空气)，而压缩空气继续通过中空膜纤维的内部。
最后，安装了一个大型干燥空气接收器，因此系统需求不会影响流经干燥和过滤系统的流量。然后，压缩空气进入实验室环境，在通过最后一组过滤器后，直接输送至其中一个磁铁，以防上游设备出现故障。所有磁铁都在使用点进行调节，并获得6巴（88磅/平方英寸）的稳定压力。
该系统配有完整的仪表，可测量石油蒸汽、颗粒、氮气纯度、露点、压力和千瓦消耗。
氮供应是如何工作的?
另外两块磁铁需要氮气。我们取一部分低露点和净化的压缩空气，并将其通过TN2氮气膜发生器，该发生器由提图斯航空系统. 该装置的纯度约为99%，规范要求纯度高于95%。目前，客户希望在这种安全边际下运营。我们可能会在将来重新考虑99%的纯度水平，以便使用更少的压缩空气。然后，氮气被储存在一个小型氮气接收器中，并通过过滤器组输送至磁铁。
压缩空气系统-特别是露点是如何监测的？
该系统使用Suto（前身为CS iTec）S331本地接口/数据记录器进行监控，该接口/数据记录器将信息传送至其软件，然后可在世界任何地方对其进行实时监控。每样东西上都有传感器。空气压缩机有一个本地显示器和一个数据记录器，提供电源监控以及环境和出口空气温度。
压力传感器被放置在湿罐和干罐上，在所有预过滤器和后过滤器上，在制冷剂和膜干燥器之前和之后。露点传感器安装在制冷剂干燥机和膜式干燥机后。对油蒸气和颗粒进行测量和监测。监控氮气纯度和压力。监测膜前后的流量。所有传感器均由Suto提供。如果不符合要求，系统将自动关闭，并退回到蒸发氮气系统。蒸发氮的使用成本太高，作为连续供应，因此形成备用系统的一部分。
这是一个神奇的系统。关闭评论吗?
综上所述，该系统从压缩机到最终用户的测量和监测的压降<0.3bar，油污染小于0.003mg/m³，颗粒在0.1-0.5微米范围内约为300或更少，高于此范围的为0。压力露点为-85°C(-121°F)。有机会与我们的供应商和客户合作，看看压缩空气和氮气系统的控制和管理有多严密，这真的很有趣。
谢谢您的宝贵时间。
欲了解更多信息，请联系Basil V.R. Greatrex全国销售经理Warwick Rampley，电子邮件:warwick.rampley@bvrg.com.au或参观www.bvrg.com.au。
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