随着社会的进步，工业的发展，为了满足各行各业对高纯氮气的需求，瑞气企业集多年的研究设计制造经验，研制出高性能、高品质、经济的多系列气体纯化设备。十几年来，一步一个脚印，踏踏实实走了过来。
　　 自70年代末，瑞气企业就开始从事氮气纯化设备研究开发工作，先后研制开发出DCZa型、DCZb型、DCZc型以及DCZd型系列氮气纯化设备，并广泛投入工业运行。为了进一步提高氮气纯化设备的可靠性、稳定性、自动化程度，于1995年研制出第一套获取无H2无氧高纯氮的氮气纯化设备，并投入运行，使用效果反映良好。随着市场需求的细化和行业要求的提高，为了适应激烈的市场竞争，提高产品的性能和设备运行的经济性，创出瑞气企业自己的产品品牌。瑞气企业技术人员致力于突破产品的性能指标（更高指标），从优化流程等方面着手，自1995年成功研制出第一台全自动氮气纯化设备，并进一步优化了自动化程度，为了降低设备运行成本，提高设备的性能指标，于2000年初，选用了性能更先进的JHDO、SODH催化剂，使瑞气企业的氮气纯化设备的制作技术又跨入了一个新的里程碑。
　　 迄今，瑞气企业氮气纯化设备的发展大致历经了下述三个阶段，在下面将作简明扼要介绍。
随着社会的进步，工业的发展，为了满足各行各业对高纯氮气的需求，瑞气企业集多年的研究设计制造经验，研制出高性能、高品质、经济的多系列气体纯化设备。十几年来，一步一个脚印，踏踏实实走了过来。
　　 自70年代末，瑞气企业就开始从事氮气纯化设备研究开发工作，先后研制开发出DCZa型、DCZb型、DCZc型以及DCZd型系列氮气纯化设备，并广泛投入工业运行。为了进一步提高氮气纯化设备的可靠性、稳定性、自动化程度，于1995年研制出第一套获取无H2无氧高纯氮的氮气纯化设备，并投入运行，使用效果反映良好。随着市场需求的细化和行业要求的提高，为了适应激烈的市场竞争，提高产品的性能和设备运行的经济性，创出瑞气企业自己的产品品牌。瑞气企业技术人员致力于突破产品的性能指标（更高指标），从优化流程等方面着手，自1995年成功研制出第一台全自动氮气纯化设备，并进一步优化了自动化程度，为了降低设备运行成本，提高设备的性能指标，于2000年初，选用了性能更先进的JHDO、SODH催化剂，使瑞气企业的氮气纯化设备的制作技术又跨入了一个新的里程碑。
　　 迄今，瑞气企业氮气纯化设备的发展大致历经了下述三个阶段，在下面将作简明扼要介绍。1995年前，生产的氮气纯化设备，即DCZa系列设备。

1、 流程简介：
此种流程的设备主要由手动切换阀、玻璃转子流量计、混合器、除氧塔、干燥塔、冷却器以及气水分离器等组成。
普氮气经流量计、截止阀进入装置，与此同时，按氢氧反应的原理关系所计算的加氢量，调节加氢流量、压力，使氢气进入装置，N2、H2在混合器中充分混合，进入除氧塔，H2与普氮中的氧在催化剂的作用下，发生化学反应生成了水，再经过冷却器冷凝，并进行气水分离，冷凝的水排出，冷却的气体进入干燥塔中进行吸附干燥，最后输出高纯的氮气。两只干燥塔轮流工作，保证产品气的连续输出。

2、 流程特点
设备各塔之间切换阀的操作全部采用手动操作，加H2系统也采用手动操作；设备使用的加氢除氧催化剂选用的是早期的市场上的钯触媒催化剂，此催化剂在除氧的过程中要求有较大的过氢量至少≥2000ppm；干燥塔再生的温控系统采用较原始的二次线路的电器控制；设备的加热形式采用内加热式，加热元件采用U形电热管；产品气的检测仪表：微氧仪选用原电池DH-3型仪表，微水仪选用成都分析仪器厂生产的仪表；等等。

3、 局限性
由于社会的发展以及自身生产条件的限制，第一阶段的氮气纯化设备在使用和操作过程中存在着很大的局限性。
设备的操作全采用较原始的手动操作，这对现场的操作和管理带来较大的不便，而且加氢控制采用手动操作，如此加氢控制精度较差，从而对产品气的技术指标的控制造成一定的影响；加热的结构形式给电热管的更换带来不便；检测仪表由于当时生产条件的限制，使用不便，不适于在线检测等。
　　 由于第一阶段的氮气纯化设备在诸多方面的不完善，又随着市场的拓展和需求，比如有些用户对纯氮的氢含量和氧含量都有较严格的要求，显然第一阶段的DCZa型氮气纯化流程不能满足此等要求。于是第二阶段的氮气纯化设备于1997年孕运而生。
第二阶段的氮气纯化设备在操作、加氢系统和温度控制系统都实现了自动化操作，以及工艺流程也优化了，检测仪表和催化剂的选用也更新，在系统中还增设了相应的连锁保护功能等等，相对于第一阶段发生了质的变化。

1、 自动化程度的提高
它利用瑞气企业自己早已研制开发的程控阀管道式气动阀，配合电磁阀，通过可编程序控制器PLC按设定程序控制电磁阀，带动管道气动阀，从而实现了切换阀自动切换目的，改变了手动操作的局面，给用户现场操作管理带来很大便利。
加氢系统也采用了自动加氢装置。设备中增设了测普氮中氧含量的氮气分析仪，并将进气的玻璃转子流量计改为金属管浮子流量计，将加氢玻璃转子流量计改为质量流量控制器。氮气分析仪和金属管浮子流量计将普氮气的氧含量和普氮流量分别转换为4～20mA的电信号，并将这两个信号输入可编程序控制器PLC，由PLC根据氢氧反应原理的关系，按设定好的程序输出一个相应的4～20mA的信号给质量流量控制器，从而达到自动控制加氢量的目的。既解决手动操作的繁复，又提高了控制加氢量的精度，安全可靠。
设备中的加温控制系统由原来的电器控制改进为由PLC可编程序控制器控制，使用安全，相应延长了加热元器件的使用寿命，也节约了设备运行的能耗。

2、 功能增加
系统还增设了普氮压力、冷却水压力联锁、保护、报警的功能，当普氮、冷却水压力偏离时，增设的压力控制器即动作，使得整机停机。

3、 催化剂的更新
催化剂改选了市场上新型的钯催化剂，此种催化剂在加氢除氧时的过氢量≤800ppm。另外，由于新流程的需要，采用新型调变催化剂，除氧除氢联用，使得纯氮气的指标有了进一步提高。


4、 流程的优化
第二阶段的氮气纯化设备在原有基础上，改进DCZa型系列设备工艺的同时，又研制开发了第二种流程，即DCZb型流程，改进后的DCZa型、DCZb型工艺流程如图一、图二所示。
DCZb型系列氮气纯化设备的工作原理简述如下：
DCZb型氮气纯化设备主要由测氧仪、流量计、质量流量控制器、可编程序控制器、除氧塔、除氢塔、干燥塔、冷却器、气水分离器、精过滤器、管道气动阀及电磁阀等组成。
DCZb型氮气纯化设备，采用加氢催化法，氢和氧在常温下反应生成水，然后采用高效脱氢催化剂将过量氢气除去，水和二氧化碳被干燥剂吸附脱除，尘埃由过滤器去除。纯化后气体中含氧量≤5ppm，含氢量≤5ppm。
在工作过程中，采用自动加氢装置，同时除氢塔、干燥塔的切换采用了自动控制。除氧塔、除氢塔采用高效催化剂联用的特定工艺，从而实现由高含氧量氮气制取氧含量、氢含量的技术指标都较高的纯氮气的目的。
DCZb型氮气纯化设备设有惰性气体故障和冷却水故障的自动报警、自动停机功能。

5、 检测仪表：微氧仪改选用南分DH-3型仪表，微水仪、微量氢分析仪选用大连化物所的仪器，便于在线检测。

6、 局限性


1）、加温控制 它是采用继电器、接触器控制，虽其加温时间由PC控制，但加热元器件仍会频繁断开、吸合而产生电弧造成不安全因素。而且加热温度控制滞后，使设备升温不稳定。


2）、检测仪表 仪表体积庞大安装、携带不便，且仪表响应时间较慢，给检测带来不便，有待于更新。

3）、另外，随着用纯氮气市场、区域的扩大，和行业对纯氮气的指标要求的进一步提高，有些区域和场合缺氢源或对用氢有所忌禁，或用气气氛要求无氢，而DCZa型、DCZb型设备都需用氢，且产品气中都含有氢，很难满足市场要求。因而产生了第三阶段的氮气纯化设备。于2000年初，第三阶段氮气纯化设备产生了，它在第二代的基础上又更新了，跨入了瑞气企业氮气纯化设备制作史上又一个新的里程碑。吸其精华，剔其糟粕，设备在第二代的原有基础上，增设改进了设备功能，催化剂也更新换代；加热装置的结构和加温控制系统容器的结构设计也作了进一步合理化的改进，实现不停机就可检修；为了保证产品性能指标，设备的配置、流程更趋合理、优化，尤其重要的是开发了另外三种新流程，即DCZb-Ⅱ、DCZc型以及DCZd型系列氮气纯化工艺流程，极大的弥补了DCZa、 DCZb型流程在应用范围的不足。
1、新流程简介
DCZb-Ⅱ、DCZc、DCZd型系列氮气纯化设备的工作原理简述如下：
DCZb-Ⅱ型系列氮气纯化设备的工作原理 本系列装置是专门为获取氧、氢含量均≤1ppm的高纯氮气而设计的。它采用催化加氢粗除氧+化学吸收精脱氧+吸附干燥方法，除去气体中的氧、水、二氧化碳和尘埃等杂质，获得高纯氮气。本工艺流程中，粗除氧塔采用欠氢催化脱氧手段，即控制加入的氢气量比所含的氧杂质与氢发生完全反应所需的化学反应当量的氢气量稍少些，有意使氢、氧化合反应后（粗除氧塔出中气体）尚存有≤400ppm氧含量；在精除氧塔中，充分利用SODH脱氧剂具有既可吸氧又能除氢的功能，将尚余的微量氧杂质直接吸收掉，同时也可将万一透过的痕迹氢气催化反应除去。随后，在干燥塔前增设了冷冻干燥机，确保干燥吸附温度低于室温，保证露点≤-60℃，并在过滤器中滤去尘埃，获得高纯氮气。
　　 本装置设有自动控制加氢系统和可编程序控制系统，可实现精除氧塔、干燥塔的工作-再生自动切换操作。同样设有气体故障、冷却水故障自动报警、停机功能。
　　 本装置适用于含氧量≤3%的氮气或惰性气体纯化，纯化后，气体中含氧量≤1ppm，含氢量≤1ppm，D.P-60℃，可满足各种高科技工艺过程的特殊要求。
DCZc型系列氮气纯化设备的工作原理
　　 本装置可除去氮及氩、氦等惰性气体中氧、水、二氧化碳、尘埃等杂质，适用于含氧量（O2＜1000PPm）较低的气体净化。惰性气体中杂质氧采用高效脱氧剂脱除，水、二氧化碳被干燥剂吸附并脱除，尘埃由过滤器去除。
　　 本装置由流量计、电磁阀、除氧塔、干燥塔、管道气动阀、冷却器等组成。除氧塔A、干燥塔Ⅰ工作时，除氧塔B、干燥塔Ⅱ再生，由可编程序控制器按设定的程序使电磁阀工作，带动管道气动阀的切换，从而实现全自动操作。
　　 本装置设有惰性气体冷却水故障报警、停机装置。
　　 DCZd型系列氮气纯化设备的工作原理 本装置是专门为无氢气来源地区设计的气体纯化设备，可除去氮及氩、氦等惰性气体中的氧、水、二氧化碳、尘埃等杂质。以99.9%氮气为原料，在350℃下，碳脱氧剂与气体中的氧发生反应C＋O2→CO2除去氧，水和二氧化碳被干燥剂吸附并脱除，尘埃由过滤器去除。碳脱氧剂需定期添加。
　　 本装置由流量计、电磁阀、热交换器、除氧塔、干燥塔、管道气动阀、冷却器等组成。当除氧塔A、干燥塔Ⅰ工作时，除氧塔B、干燥塔Ⅱ再生，由可编程序控制器按设定的程序使电磁阀工作，带动管道气动阀的切换，从而实现全自动操作。同时设有气体故障和冷却水故障报警、停机装置。

2、 第三阶段氮气纯化设备的特点

1）、设备对普氮压力的故障保护、报警功能作了进一步改进，将压力控制器改为压力传感器，当普氮输入压力发生故障时，由PLC可编程序控制器按预先设定的程序进行压力修正，从而保证加氢量的控制精度，同时报警，当压力超过设定范围，强制设备停机，以避免加氢量失控，而影响产品气的指标，另外，还增设了冷却水温保护报警功能。

2）、为了更好地控制、提高产品气的技术指标。1999年底，瑞气企业结合自己设备的特点，选用了JHDO、SODH型催化剂，为氮气纯化设备的改进注入了新的血液。

3）、加温系统的改进 将原来作控制的继电器型的温控仪、接触器改选用温度、固态继电器和PID积算仪检测，并进行积算控制，也保证了设备使用的安全性，提高了温度控制精度，相应的延长了元器件的使用寿命，更合理、科学。

4）、另外，设备容器结构的改进，给维护提供了很大的方便。针对于设备不同的使用环境和露点要求较高时，为了保证气体指标，在配置中增设了冷冻式干燥机，在检测仪表改选了更便于安装、观测、响应速度较快的西安二炮的仪表。社会的进步，科学技术的日新月异，工业需求的不断提高，为了适应社会发展，瑞气企业的氮气纯化设备也将随着不断改进、更新。不久的将来，它将实现一种全新的真正无人操作全自动智能型的纯化设备。并且将设有功能齐全的触摸屏，用户可以通过简单的数字输入，按自己的生产实际情况设定参数；它具有各控制点的压力、温度、纯度以及流量等参数的显示、连锁控制保护、报警等功能，实现微电脑远程控制；它还将设有元器件以及分子筛、催化剂更换信息的提示功能，并提供设备故障原因分析的信息，等等。为用户带来极大方便。另外，瑞气企业还将向氧气、氢气及其他惰性气体的纯化等领域拓展，创造出自己的产品品牌。