煤矿油田供氮制氮机系统

矿井氮气防灭火的实质是向采空区氧化带或火区内注入一定量的氮气，使其氧含量降到    5％以下，达到防灭火和抑制瓦斯爆炸的目的。与矿井其它防灭火方法相比，氮气防灭火技术优于传统注浆防灭火技术：注氮工艺快捷、迅速。产品氮气温度低，氮气可迅速渗透充满到采空区氧化带区或火区的各角落。而注浆工艺，由于浆体再采空区氧化带内或火区的流动受地板不平，顶板冒落堆集不均等因素影响，会形成“流动沟”，因而不能均匀、全面地覆盖在“媒体”表面，未能真正起到“隔绝”氧气，防止煤炭氧化自燃地作用。故此，氮气防灭火技术有其更好的防灭火效果。

氮气防灭火作用原理

消除瓦斯爆炸的危险

在煤矿，当采空区一旦出现火灾，危害最大的使导致其内混合气体的爆炸。混合气体爆炸的界限不仅取决于这种气体在空气中所占的百分比，还部分地决定于混合气体地温度和气压。温度和气压的增高使这个界限扩大，反之缩小。而氧气的含量低于7％时，混合体的爆炸有显著的降低。正是从这一理论出发，向火区注入氮气后使其氧含量降低，而且只要氧含量低于7％时就能大大地减少爆炸地可能性。

减少漏风地作用

采空区漏风是造成自然发火地主要原因之一，讲。对于封闭或半封闭地采空区而言，从理论上讲，注入氮气后增加了其注入空间内混合气体的总量，能够减少封闭区内外之间地压力差，起到减少封闭区外部向内部漏风的作用。

如果巷道里地密闭墙有裂缝，当密闭区内为负压时，空气可以通过墙缝或绕过密闭墙而进入密闭区。为了防止密闭区漏风，可向密闭前后墙之间地空间连续不断地注入必要流量的氮气，使该空间形成正压，阻止新鲜空气进入密闭区内。

降温作用

对于有内因火灾的采空区来说，其温度大于外界温度。当采用氮气灭火时，产品氮气的温度在0～5℃之间，大大低于火区的气体温度，加之氮气在注入火区后的流动范围大，对采空区来说，有着显著的降温作用。

防止煤的自燃

煤炭自燃的三要素时：煤有自燃倾向性；有连续的供氧条件；热量易于积聚。采空区带内的漏入风量不足以带走煤氧化产生的热量，则煤温就逐渐升高，这时煤处于自燃发热。当温度达到煤的临界温度以上，氧化急聚加快，大量产生热量，又使煤温迅速升高，达到煤的着火温度时便着火燃烧起来,即进入自燃状态。基于此煤氧复合学说，采取向采空区氧化带内注入一定流量的氮气，降低该带内的氧气含量，达到破坏煤炭自燃的一个要素，使其氧含量降到煤自燃临界值以下，就达到了防止煤自燃的目的。

降低燃烧强度

无论是外因火灾，还是内因火灾，当火灾区内迅速注入一定流量（大于漏风量）的氮气，使该区内的氧含量由21％逐渐降低道10％以下，熊熊大火就逐渐自熄。

矿井氮气防灭火注意事项

矿井氮气防灭火的实践表明：该技术具有灭火速度快，既能防火，还能抑制瓦斯爆炸，且对环境和机电设备无污染等优点。但应用矿井氮气防灭火，需注意以下问题：

1。在实施注氮工艺的同时，要加强堵漏，尽可能的减少采空区的漏风，提高采空区的密闭质量，以使氮气存得住。

2。制氮装置的选型上，必须考虑一定的“产气量”。只有满足一定的量，才能有效达到注氮防灭火的效果。因为没有不透风的“墙”（密闭）。受采动等多因素的影响，会造成采空区围岩的破坏，形成采空区漏风通道。假设，采空区有10Nm3/min的漏风量，如果制氮装置的产气量为600Nm3/min,那么，每分钟的产气量仅有10Nm3,也就是注氮量与漏风量基本相平，这怎能降低采空区的氧含量呢？所以，只有大量氮气，才能真正满足矿井氮气防灭火的实际需求。

3。制氮装置用于防灭火时，可采用（95～97％）纯度的大流量氮气，用于降低氧含量时，采用较小流量高纯度（99～99.9％）的氮气。

A矿用固定式制氮装置

B地面车载式及矿下车载式制氮装置

在石油和天然气行业应用中使用现场制氮机对该行业来说是一项巨大的资产，因为它保证了各个应用将始终拥有稳定可靠的氮气供应。现场制氮系统还提高了安全标准，消除了运行停机时间，并通过消除在需要补充氮气供应时交付和安装 LN2 氮气拖车的需要，为设施节省了大量资金。

制氮机在石油产品储存设施中的使用

氮气对石油和天然气工业至关重要。它可以防止由负面化学反应引起的陆上和海上火灾和爆炸危险。对于储油罐设施，氮气是完全惰性的，可以置换储油罐中可能存在的任何氧气。当氧气与某些化学物质相互作用时，结果可能是致命的，因此通过氮气覆盖将其完全去除非常重要。罐中的挥发性物质不能与氧气接触，从而消除了火灾和爆炸的可能性。

使用过的油罐需要定期彻底清洗，以去除油罐底部沉淀的油渣。炉渣是一种类似污泥的物质，由各种污染物组成，例如污垢、碎屑、油箱中的铁锈、微生物和燃料中的剩余颗粒物。这种物质组合会污染放置在储罐内进行储存的新石油和天然气产品，使储罐无法保持内部产品的纯度。

在清洗过程中，含有氧气的环境空气会进入罐体内部。在将新的石油和天然气产品储存在内部之前，必须用氮气冲洗或吹扫储罐，以置换储罐中的任何氧气，并防止可能导致火灾或爆炸的负面化学反应。除了保护整个设施免受点燃或爆炸的可能性外，清洁、干燥的氮气还有助于保持所储存石油产品的纯度、质量和使用寿命，并有助于保持储罐本身的结构完整性.

采油过程中面临的问题

石油工业面临的主要挑战之一是石油开采过程本身。油井产生大量驱动压力，仅允许从油井中提取一小部分（约 12% 至 15%）的油。即使在实施了一系列石油开采实践（例如气举、增产和压裂）之后，这些努力通常也收效甚微，大约 60% 到 70% 的石油仍然无法在井内开采。

除了最低的成功率之外，石油公司采用的许多石油开采工艺都会对环境产生可怕的影响，这就是为什么它们通常会受到 EPA 等环保组织的不满和批评。

用于油井加压的氮气发生器可以通过增加油藏压力来帮助最大限度地减少环境风险和担忧。与其他更有害的过程相比，这可以在更短的时间内最大限度地从油井中提取石油。

氮气在石油开采和回收中的作用

氮气是一种完全惰性的气体，这意味着它是无色无味的，不会与其他产品发生负面反应，因此无法改变与其直接接触的任何物质的质量或质地。这些特性使其成为从油井中分离和置换氧气的理想气体，并有助于石油产品保持其质量。

与二氧化碳、盐水或淡水注入不同，惰性氮气对钻孔管道没有腐蚀作用，使其成为井下注入以提高油田采收率的理想介质。

石油和天然气工业中的其他重要氮气用途

井下钻井作业

由于氮气是一种非腐蚀性气体，它可用于覆盖井下管道，防止腐蚀并提高油田现场安全标准。

如果碳氢化合物与空气接触，它们会发生爆炸反应。氮气中和井筒和产油区以防止这种情况发生。将氮气引入这些井下管道的一种有效方法是钻一个小孔，以便钻头可以更深入地进入机械装置并在尽可能短的时间内覆盖整个储罐。

压力维护

使用盐或淡水从油箱中冲洗碳氢化合物的油藏也可以通过加入氮气来维持一定的压力水平。氮气不会与油和水混合，因此可以注入或驱入油井，以去除可能被水遗漏的剩余碳氢化合物袋。

彻底去除碳氢化合物对于维持和提高油田的安全标准至关重要。

吹扫和清管

输油管道和储油罐经常会被各种液体和氧气污染。这些区域中存在氧气可能是危险的，因为氧气会与其他元素或气体混合并产生危险反应，例如火灾或爆炸。

吹扫是一个重要的过程，用于完全消除油井、油箱或管道中的污染物。一旦去除了不需要的内容物，就可以用氮气代替它们，氮气是一种惰性气体，有助于控制油藏、油箱或管道内的气氛。

清管是一种涉及使用“清管”（进入油箱或管道内部以执行维护操作的机械装置。清管主要用于通过擦洗各种化学沉积物或残留物来清洁油箱的内壁。在储存或运输石油产品的过程中被遗留下来。通常，在进行此过程时使用氮气以防止任何危险反应。