Miniaturizace průmyslového kapalného dusíku se obvykle vztahuje k výrobě kapalného dusíku v relativně malých zařízeních nebo systémech. Tento trend směrem k miniaturizaci činí výrobu kapalného dusíku flexibilnější, přenosnější a vhodnější pro rozmanitější škálu aplikačních scénářů.
Pro miniaturizaci průmyslového kapalného dusíku existují zejména následující metody:
Zjednodušené jednotky pro přípravu kapalného dusíku: Tyto jednotky obvykle používají technologii separace vzduchu k extrakci dusíku ze vzduchu metodami, jako je adsorpce nebo membránová separace, a poté používají chladicí systémy nebo expandéry k ochlazení dusíku do kapalného stavu. Tyto jednotky jsou obvykle kompaktnější než velké jednotky pro separaci vzduchu a jsou vhodné pro použití v malých závodech, laboratořích nebo tam, kde je vyžadována výroba dusíku na místě.
Miniaturizace metody nízkoteplotní separace vzduchu: Metoda nízkoteplotní separace vzduchu je běžně používaná průmyslová metoda výroby dusíku a kapalný dusík se čistí vícestupňovou kompresí, expanzí za chlazení a dalšími procesy. Miniaturizované zařízení pro nízkoteplotní separaci vzduchu často využívá pokročilou chladicí technologii a účinné výměníky tepla ke zmenšení velikosti zařízení a zlepšení energetické účinnosti.
Miniaturizace metody vakuového odpařování: za podmínek vysokého vakua se plynný dusík postupně odpařuje pod tlakem, čímž se snižuje jeho teplota, a nakonec se získá kapalný dusík. Této metody lze dosáhnout pomocí miniaturizovaných vakuových systémů a odpařovačů a je vhodná pro aplikace, kde je vyžadována rychlá výroba dusíku.
Miniaturizace průmyslového kapalného dusíku má následující výhody:
Flexibilita: Miniaturizované zařízení na výrobu kapalného dusíku lze přemisťovat a nasazovat podle skutečných potřeb, aby se přizpůsobilo potřebám různých příležitostí.
Přenositelnost: Zařízení je malé, snadno se přenáší a přepravuje a umožňuje rychlé zavedení systémů výroby dusíku na místě.
Účinnost: Miniaturní zařízení na výrobu kapalného dusíku často využívá pokročilé technologie a účinné výměníky tepla ke zlepšení energetické účinnosti a snížení spotřeby energie.
Ochrana životního prostředí: Tekutý dusík jako čisté chladivo neprodukuje během používání škodlivé látky a je šetrný k životnímu prostředí.
Proces výroby kapalného dusíku zahrnuje hlavně následující kroky, níže je uveden podrobný úvod do procesu:
Stlačování a čištění vzduchu:
1. Vzduch je nejprve stlačen vzduchovým kompresorem.
2. Stlačený vzduch se ochladí a vyčistí, čímž se stane procesním vzduchem.
Přenos tepla a zkapalňování:
1. Zpracovatelský vzduch se teplo vyměňuje s nízkoteplotním plynem přes hlavní výměník tepla za vzniku kapaliny, která vstupuje do frakcionační věže.
2. Nízká teplota je způsobena expanzí vysokotlakého škrcení vzduchu nebo expanzí středotlakého expandéru vzduchu.
Frakcionace a purifikace:
1. Vzduch je ve frakcionátoru destilován přes vrstvy táců.
2. Čistý dusík se vyrábí v horní části spodní kolony frakcionátoru.
Recyklační chladicí kapacita a produkce produktu:
1. Nízkoteplotní čistý dusík ze spodní věže vstupuje do hlavního výměníku tepla a zpětně získává chlad výměnou tepla s procesním vzduchem.
2. Znovu ohřátý čistý dusík je výstupem jako produkt a stává se dusíkem potřebným pro následný systém.
Výroba zkapalněného dusíku:
1. Dusík získaný výše uvedenými kroky se dále zkapalňuje za specifických podmínek (jako je nízká teplota a vysoký tlak) za vzniku kapalného dusíku.
2. Kapalný dusík má extrémně nízký bod varu, asi -196 stupňů Celsia, takže je nutné jej skladovat a přepravovat za přísných podmínek.
Skladování a stabilita:
1. Kapalný dusík se skladuje ve speciálních nádobách, které mají obvykle dobré izolační vlastnosti, které zpomalují rychlost odpařování kapalného dusíku.
2. Je nutné pravidelně kontrolovat těsnost skladovací nádoby a množství tekutého dusíku, aby byla zajištěna kvalita a stabilita tekutého dusíku.
Čas zveřejnění: 25. května 2024