#193 氮氣中的水分無法達到10 ppb的超低水平

氮氣中的水分無法達到10 ppb的超低水平

Part 1 - 可能的原因包括以下幾個方面：

1. 機械過濾和初步凈化

• 過濾器效率低下：機械過濾器和碳過濾器的效率可能不足，未能有效去除水分和其他雜質。
• 過濾器堵塞或損壞：過濾器可能因長期使用而堵塞或損壞，導致過濾效果不佳。

2. 低溫冷凝

• 冷凝溫度不夠低：低溫冷凝塔未能達到足夠低的溫度，無法有效將水分凝結和去除。
• 冷凝器運行不穩定：冷凝器的運行不穩定，導致冷凝效果波動，影響水分去除。

3. 變壓吸附 (PSA)

• 吸附劑飽和：變壓吸附系統中的吸附劑可能已經飽和，無法繼續有效吸附水分。
• 吸附劑品質不佳：使用的吸附劑品質不佳，吸附能力有限。

4. 變溫吸附 (TSA)

• 再生不完全：吸附劑的再生過程不完全，導致吸附劑無法恢復其吸附能力。
• 吸附劑選擇不當：選擇的吸附劑對水分的吸附能力不足，無法達到所需的純度。

5. 深冷分離

• 操作條件不佳：深冷蒸餾塔的操作條件不佳，未能達到預期的分離效果。
• 設備老化或故障：深冷分離設備老化或故障，影響其分離效率。

6. 最終凈化

• 凈化設備故障：超高純氮氣凈化設備可能出現故障，無法有效去除殘留水分。
• 過濾器效率下降：超細過濾器的過濾效率下降，無法有效去除微小顆粒和液滴。

7. 環境和操作

• 環境濕度高：操作環境濕度過高，導致氮氣在凈化過程中重新吸收水分。
• 操作不當：操作過程中可能存在不當操作，如不正確的氣體流量控制或未按規程進行設備維護。

參考資料

• Air Products - Nitrogen Purification
• Cryogenic Society of America - Cryogenic Distillation
• ScienceDirect - Pressure Swing Adsorption
• UHP and Electronic Gases - Applications

通過檢查和優化上述各個環節，可以找出無法達到10 ppb水分含量的具體原因，並採取相應的改進措施，以達到所需的高純度標準。

Part 2 - 若是過濾器, PSA或TSA等等設備都是新設置, 效能也經過工程計算, 可能原因有下:

1. 管道和連接件的污染

• 內部殘留物：在安裝過程中，管道和連接件內部可能有殘留的水分或油污，這些污染物在系統運行過程中會被帶入氣流中。
• 清潔不足：管道和連接件在安裝前未經過徹底清潔，導致雜質殘留。

2. 系統密封性不足

• 洩漏點：系統中存在微小的洩漏點，外部潮濕空氣滲入系統內部，增加了水分含量。
• 密封材料老化：密封材料質量不佳或安裝不當，導致密封性能下降。

3. 環境濕度控制不佳

• 安裝環境：在高濕度環境中安裝設備，設備可能在啟動前吸收了環境中的水分。
• 運行環境：運行過程中，周圍環境濕度過高，導致系統內部水分含量增加。

4. 操作流程和維護

• 不當操作：操作人員未按規程操作，導致系統無法充分發揮其設計效能。
• 維護不當：設備維護不足或不及時，導致性能下降。

5. 再生過程問題

• 再生不完全：PSA或TSA系統的再生過程不完全，吸附劑未能完全恢復其吸附能力。
• 再生氣體質量：再生過程中使用的氣體質量不佳，含有雜質或水分，影響吸附劑的再生效果。

6. 測試和校準問題

• 測量儀器不準確：水分分析儀器校準不準確，導致測量結果不可靠。
• 取樣過程：取樣過程中可能存在污染，影響測試結果的準確性。

7. 設計考慮不足

• 吸附劑選擇不當：所選吸附劑對水分的吸附能力不足，無法達到所需的純度。
• 系統設計不足：設計時未考慮到所有可能的運行條件和環境因素，導致實際運行效果不達標。

參考資料

• Gas Purification and PSA Systems - ScienceDirect
• Pressure Swing Adsorption - ResearchGate
• Nitrogen Purification Technologies - Air Products

通過檢查上述各個方面，可以找出無法達到10 ppb水分含量的具體原因，並採取相應的改進措施。確保所有操作和維護過程均嚴格遵循規程，以最大限度地提高設備的效能和可靠性。