工业效率

NMR光谱实验室需要-112°F露点和纯氮

欧宝娱乐的网址压缩空气最佳实践®杂志采访了悉尼(澳大利亚)国家销售经理Warwick Rampley先生,基于Basil V.R.格雷瑟克Pty Ltd.

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一个无油空气压缩机,冷藏和膜干燥器,过滤,湿和干罐提供“零级”压缩空气到这个系统。

下午好(其实早上好),感谢您将此应用程序带到我们的注意力!

早上好。非常欢迎你。这是一项特殊的工作,我们认为你的读者可能会发现有趣。并不是每天都被要求提供一种能够提供可靠的压缩空气露点的系统 - 80°C(-112°F)和高纯度氮。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,但该申请是我们遇到的最苛刻之一。罗勒V.R.GreaTrex是一家独特的公司,只有我们专注于压缩空气测量,压缩空气质量和压缩空气效率。我们为这项工作有了正确的技能。

什么是NMR实验室以及使用压缩空气和氮的测试设备是什么样的测试设备?

在外行的术语中,核磁共振(NMR)光谱设施分析样品以在原子水平处识别它们的组分。该设施位于悉尼地区,采用Bruker Avance光谱仪,具有NMR超导磁体 - 一种复杂的系统,其产生NMR所需的非常强大,均匀的且稳定的磁场。磁铁实际上高于八(8)英尺,直径高达5英尺。磁铁在约200°F的温度下保持在液氦中。磁力如此强烈,有严格的准则限制了人的暴露于该地区 - 即使是机器上方的夫妇楼层也是如此!

压缩空气和氮气是磁体用于冷却和移动样品进出机器的两个关键设施。供气量由系统的电气频率决定。AVANCE的使用说明如下:

  • 200- 400mhz:压缩空气
  • 500 MHz:氮气纯度为95%
  • 600-750 MHz: 95%纯度的氮气

该实验室拥有三个核磁共振系统,配备了以不同频率(400 MHz系统,500 MHz系统,600 MHz系统)在不同频率下操作的BCU-II冷却单元。这就是为什么我们必须提供压缩空气和氮气。

干燥机

过滤器

中空纤维膜干燥器提供至少-80°C(-112°F)的压力露点。预滤器确保无水分,灰尘或油蒸气/液体污染膜式干燥器。

AVANCE系统的压缩空气规格是什么?

Bruker的说明手册和“站点指南”中有一章是关于这个主题的“实用需求”。下面是压缩空气规格的概要。

  • 含水量:-80°C(-112°F)压力露点
  • 油含量:<0.005 ppm(0.005 mg / m3)
  • 固体杂质:过滤器应保留至少99.99%的粒子尺寸或更大的颗粒<0.5微米。注意:客户端指定了比此更高的纯度。

Bruker站点指南根据所使用的NMR设备的尺寸/类型和拟合冷却单元规定了标准。在这种情况下,有3个不同尺寸的磁体,所有磁铁都配有BCU-II冷却单元,该冷却单元将压缩空气冷却至约80°C(-112°F)。Bruker指定压缩空气必须将该露点作为最低水平,以避免损坏这三个非常昂贵的单位估计价值约为400万美元(300万美元)。样品可以以100,000rpm旋转,如果失去其气体供应,则可能自毁。

现场指南还规定含油量为<0.005mg/m³,以避免样品污染和结果误报。粒子是一个低得多的标准,只要求小于0.5微米,但是该网站规定,考虑到其他严格的要求,他们不想冒险他们的设备,并比ISO8573.1:2010 Class 1更好。这有效地使系统成为完全兼容的0类系统。

请描述空气压缩机规格和安装的内容。

Bruker实用要求规定了无油空气压缩机。它应该是一个薄膜或特氟隆涂层活塞或涡旋空气压缩机与细粉尘入口过滤器。为了满足这一要求,我们与当地的Pulfords Air and Gas公司合作,该公司为我们提供了一款出色的无油旋转卷轴(Anest Iwata)包,内含4个卷轴,每个卷轴由一台4马力(5.5 kW)的电动机提供动力。它被封装在一个单独的机柜中,控制器通过每个空气端旋转,以均匀分配工作时间。它还会根据压缩空气的需求自动启动和停止每个空气端。

请描述压缩式空气干燥系统。

干燥和过滤系统的每个部分都是分段的,以提供最好的效率和结果。由于悉尼夏季环境温度升高,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的出口温度高于环境温度25°C(77°F),所以它们可以达到60°C(140°F)。今年夏天甚至有一天气温达到了48摄氏度(118华氏度)。因此,有一个超大的“湿”接收器,允许压缩空气冷却到更易于管理的水平,同时也冷凝和分离大量的夹带水分。这个“湿”接收器配备了一个Bekomat零空气损失电子排水。所有的设备,包括零空气损失冷凝水排放,都连接到监控系统,这样警报条件就可以立即检测到-我们稍后会讲到。

干燥器烘干机露点和清洗控制的好处 - 网络研讨会录音

下载幻灯片和观看免费网络广播的录音来了解:

  • 监测和控制-40ºF(-40ºC)至-100ºF(-73ºC)压力露点的方法
  • 通过适当的控制确保优化的净化率
  • 不正确的干燥器干燥机维护和使用安装的控件
  • 干燥剂干燥器类型,维护实践和控制技术最适合以优化的能源成本提供指定的压力露点
  • 仪器干燥剂干燥优化性能
  • 自动调整到不同的入口和环境条件

带我去网络研讨会

纯洁的另一个挑战是有一个位于空气压缩机附近的大型停车场 - 所以有大量的环境碳氢化合物被摄取。压缩空气通过1微米过滤器过滤,在湿接收器之后过滤,然后进入制冷剂干燥器,该制冷剂烘干机设计成应对我们讨论的高环境温度。从那里通过用0.01微米过滤器,活性炭塔,最终过滤器包装,最终过滤.01微米除尘器。

对管道和配件也进行了特殊考虑因素,因此在此介绍任何污染物。一家专门从事管道系统,卓越的工程解决方案的公司提供了巨大的技术援助。我们在过去的情况下看到了安装,在配件上的错误类型的Teflon磁带会导致露点降低15度!整个系统采用焊接不锈钢管。我们在必要时使用特殊类型的Teflon磁带。

在我们到达最后阶段之前,这个系统尽可能地去除污染物。膜干燥器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。

使用膜从压缩空气中产生氮气

氮气发生器采用半透透,空心纤维膜技术分离并从压缩空气中恢复氮。大气空气通常含有78%氮,21%氧和1%的其他气体。膜利用选择性渗透原理来产生高纯度氮。

概念上,空心纤维膜就像一个多孔饮用稻草。压缩空气被迫穿过“稻草”的中心。每种气体具有特征渗透率,这是其溶解和漫射通过膜的能力的函数。氧气是一种“快速”气体,并且选择性地通过膜壁扩散,同时允许氮气沿着纤维的内部行进,从而产生富氮的产物流。富氧废气或渗透物在大气压下从膜分离器排出。分离的驱动力是中空纤维内部的气体的分压与外部的分离之间的差异。

膜

典型的膜分离器含有成千上万的纤维,其在环氧树脂两端捆扎并包封。切割束的末端,其留下在两端打开的纤维孔,允许气体从一端行进到另一端。纤维束封闭在合适的壳体中。壳体保护纤维并将气体正常从进料到产品端。

在膜分离器中,压缩空气沿中空纤维内部流动。“快”气体——氧气、二氧化碳和水蒸气,以及少量“慢”气体,通过膜壁到达纤维的外部。在大气压力下,当废气渗透,或废物,流,这些应该被排放到一个安全的位置。大多数“慢”气体和少量“快”气体继续通过纤维,直到它们到达膜分离器的末端,在那里产物氮气被管道输送到应用程序。

分子化因素

提供Titus Air Systems和Prism®膜,空气产品和化学品,Inc。提供的图像提供了图片

膜式干燥器将露珠驱动至-80°C(-112°F)?

是的。现在使用提供给我们的专门设计的膜式干燥器进一步干燥压缩空气提多烘干机。膜能够将露点放在-85°C(-121°F)左右约为-85°C(-121°F)。膜式干燥器使用没有电,并且在将气体水分与压缩空气流中分离出来令人难以置信的有效性和可靠。随着较快移动的水分分子寻求低压端口(扫描空气),差分部分压力有助于通过膜迁移通过膜(扫描空气),而压缩空气继续穿过中空膜纤维的内部。

最后有一个大型干燥空气接收器安装,因此系统要求不会影响流过干燥和过滤系统的流动。然后,压缩空气进入实验室环境,在通过最后一个过滤器集之后将其直接传送到其中一个磁体 - 只是在上游设备故障的情况下。所有磁铁在使用点都受到调节,并且接收6巴(88psi)的非常稳定的压力。

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控制器

该系统完全呈现,以测量油蒸气,颗粒,氮纯度,露点,压力和kW消耗。

氮供应是如何工作的?

另外两个磁铁需要氮。我们采用该低露点的一部分并纯化压缩空气,并通过由TN2氮膜发生器传递给提图斯航空系统。本机提供纯度约为99%,规格要求优于95%纯度。目前,客户希望以这种安全边际运行。我们可以在未来重新审视99%的纯度水平,以便利用更少的压缩空气。然后将氮气储存在小氮气机中并通过过滤器送到磁体。

如何对压缩空气系统,特别是露点进行监控吗?

使用Suto(以前是CS-ITEC)S331本地接口/数据记录器来监控系统,该界面/数据记录器将信息通过其软件提供给他们的软件,然后可以实时监控世界的任何地方。一切都有传感器。空气压缩机具有本地显示器和数据记录器,提供电力监测和环境和出口空气温度。

压力传感器被放置在湿罐和干罐上,在所有的预过滤器和后过滤器上,以及在制冷剂和薄膜干燥器之前和之后。制冷剂干燥器和膜式干燥器后均安装露点传感器。对油的蒸汽和颗粒进行测量和监测。对氮气纯度和压力进行监测。监测膜前后的流量。所有传感器均由Suto提供。如果系统不符合规格,系统会自动关闭并退回到蒸发氮气系统。蒸汽脱氮作为连续供应,使用成本太高,因此成为备用系统的一部分。

这是一个惊人的系统。任何闭幕评论?

为了得出结论,从压缩机到最终用户的测量和监测压力下降<0.3bar,油污小于0.003mg /m³,颗粒为0.1-0.5micron范围,0.5米,为0.5mmicron范围和0在那之上。压力露点为-85°C(-121°F)。有机会与我们的供应商和客户合作真的很有趣,以便可以控制和管理压缩空气和氮系统的紧密程度。

谢谢你抽出时间。

有关更多信息,请联系Warwick Rampley,National Sales Manager,Basil V.R.Greatrex,电子邮件:warwick.rampley@bvrg.com.au或访问www.bvrg.com.au。

阅读更多信息实验室应用, 请拜访airbestpractics.com/industries/Pharmaceutical。