Kun la progreso de scienco kaj teknologio kaj la disvolviĝo de ekonomio, la aplika amplekso de nitrogeno pligrandiĝas tago post tago, kaj penetris en multajn industriajn sektorojn kaj ĉiutagan vivon.
Nitrogeno estas la ĉefkomponento de aero, respondecante pri proksimume 78% de aero. Elementa nitrogeno N2 estas senkolora kaj senodora gaso en normalaj kondiĉoj. La gasdenseco en norma stato estas 1.25 g/L. La frostopunkto estas -210 ℃ kaj la bolpunkto estas -196 ℃. Likva nitrogeno estas malalt-temperatura fridigaĵo (-196 ℃).
Hodiaŭ ni enkondukos plurajn ĉefajn metodojn por produkti nitrogenon hejme kaj eksterlande.
Estas tri ĝeneralaj industriskalaj nitrogenaj produktadmetodoj: kriogena aera apartigo nitrogenproduktado, premo svinga adsorba nitrogenproduktado, kaj membrana apartigo nitrogenproduktado.
Unue: Kriogena aero apartigo nitrogena produktado metodo
Kriogena aera apartiga nitrogenproduktado estas tradicia nitrogenproduktadmetodo kun historio de preskaŭ pluraj jardekoj. Ĝi uzas aeron kiel krudaĵon, kunpremas kaj purigas ĝin, kaj poste uzas varmoŝanĝon por likvigi la aeron en likvan aeron. Likva aero estas ĉefe miksaĵo de likva oksigeno kaj likva nitrogeno. La malsamaj bolpunktoj de likva oksigeno kaj likva nitrogeno estas uzataj por apartigi ilin per la distilado de likva aero por akiri nitrogenon.
Avantaĝoj: granda gasproduktado kaj alta pureco de produkta nitrogeno. Kriogena nitrogenproduktado povas produkti ne nur nitrogenon sed ankaŭ likvan nitrogenon, kiu plenumas la procezpostulojn de likva nitrogeno kaj povas esti stokita en likva nitrogenaj stokaj tankoj. Kiam estas intermita nitrogena ŝarĝo aŭ eta riparo de la aera disiga ekipaĵo, la likva nitrogeno en la stoka tanko eniras la vaporigilon kaj estas varmigita, kaj poste sendita al la produkta nitrogendukto por renkonti la nitrogenan postulon de la proceza unuo. La mastruma ciklo de kriogena nitrogenproduktado (rilatante al la intervalo inter du grandaj hejtado) estas ĝenerale pli ol 1 jaro, do kriogena nitrogenproduktado ĝenerale ne estas konsiderata kiel standby.
Malavantaĝoj: Kriogena nitrogenproduktado povas produkti nitrogenon kun pureco de ≧99.999%, sed la pureco de nitrogeno estas limigita de nitrogena ŝarĝo, nombro da pletoj, pleta efikeco kaj oksigena pureco en likva aero, kaj la alĝustigo estas tre malgranda. Tial, por aro de kriogenaj nitrogenproduktaj ekipaĵoj, la produkta pureco estas esence certa kaj maloportuna alĝustigi. Ĉar la kriogena metodo estas efektivigita ĉe ekstreme malaltaj temperaturoj, la ekipaĵo devas havi antaŭmalvarmigan ekprocezon antaŭ ol ĝi estas metita en normalan funkciadon. La ektempo, tio estas, la tempo de la komenco de la ekspansio ĝis la tempo, kiam la nitrogenpureco atingas la postulon, estas ĝenerale ne malpli ol 12 horoj; antaŭ ol la ekipaĵo eniras la revizion, ĝi devas havi periodon de hejtado kaj degela tempo, ĝenerale 24 horoj. Sekve, la kriogena nitrogenprodukta ekipaĵo ne devas esti komencita kaj haltita ofte, kaj estas konsilinde funkcii senĉese dum longa tempo.
Krome, la kriogena procezo estas kompleksa, okupas grandan areon, havas altajn infrastrukturkostojn, postulas specialajn bontenajn fortojn, havas grandan nombron da funkciigistoj kaj produktas gason malrapide (18 ĝis 24 horoj). Ĝi taŭgas por grandskala industria nitrogenproduktado.
Due: Premo-Svinga Adsorbado (PSA) Nitrogena Produktada Metodo
Premo Swing Adsorption (PSA) gasa apartigo teknologio estas grava branĉo de ne-kriogena gasa apartigo teknologio. Ĝi estas la rezulto de longdaŭraj klopodoj de homoj trovi pli simplan aeran apartigmetodon ol la kriogena metodo.
En la 1970-aj jaroj, la okcidentgermana Essen Mining Company sukcese evoluigis karbonmolekulajn kribrilojn, pavimante la vojon al la industriigo de PSA-aera apartiga nitrogenproduktado. Dum la pasintaj 30 jaroj, ĉi tiu teknologio rapide disvolviĝis kaj maturiĝis. Ĝi fariĝis forta konkuranto de kriogena aera apartigo en la kampo de malgranda kaj mezgranda nitrogena produktado.
Premo svinga adsorba nitrogena produktado uzas aeron kiel krudmaterialon kaj karbonan molekula kribrilon kiel adsorbanton. Ĝi uzas la karakterizaĵojn de la selektema adsorbado de oksigeno kaj nitrogeno de karbona molekula kribrilo en la aero, kaj uzas la principon de premsvinga adsorbado (premadsorbado, premredukta malsorbado kaj regenerado de molekula kribrilo) por apartigi oksigenon kaj nitrogenon ĉe ĉambra temperaturo por produkti nitrogenon.
Kompare kun kriogena aero disiga nitrogenproduktado, premo svinga adsorba nitrogenproduktado havas signifajn avantaĝojn: adsorba apartigo estas efektivigita ĉe ĉambra temperaturo, la procezo estas simpla, la ekipaĵo estas kompakta, la piedsigno estas malgranda, estas facile komenci kaj halti, ĝi komenciĝas rapide, la gasproduktado estas rapida (ĝenerale ĉirkaŭ 30 minutoj), la energikonsumo estas malgranda, la operacia kosto estas malalta, la grado de aŭtomatigo estas alta, la funkciado kaj bontenado estas oportunaj, la instalo de glitado estas oportuna, neniu speciala fundamento. necesas, la produkta nitrogenpureco povas esti ĝustigita ene de certa gamo, kaj la nitrogenproduktado estas ≤3000Nm3/h. Tial, premo svingo adsorbado nitrogeno produktado estas precipe taŭga por intermita operacio.
Tamen, ĝis nun, hejmaj kaj eksterlandaj ekvivalentoj povas nur produkti nitrogenon kun pureco de 99.9% (t.e., O2≤0.1%) uzante PSA nitrogenproduktadteknologion. Iuj kompanioj povas produkti 99,99% puran nitrogenon (O2≤0,01%). Pli alta pureco estas ebla el la perspektivo de PSA-azotoproduktadteknologio, sed la produktokosto estas tro alta kaj uzantoj verŝajne ne akceptos ĝin. Tial, la uzo de PSA-azotoproduktada teknologio por produkti altpuran nitrogenon devas ankaŭ aldoni post-stadian purigan aparaton.
Metodo de purigado de nitrogeno (industria skalo)
(1) Hidrogenado deoksigena metodo.
Sub la ago de katalizilo, la resta oksigeno en la nitrogeno reagas kun la aldonita hidrogeno por produkti akvon, kaj la reakcia formulo estas: 2H2 + O2 = 2H2O. Tiam, la akvo estas forigita per altprema nitrogena kompresoro-akcelilo, kaj la altpura nitrogeno kun la sekvaj ĉefaj komponantoj estas akirita per post-sekigo: N2≥99.999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10.7×10-6. La kosto de produktado de nitrogeno estas ĉirkaŭ 0,5 juanoj/m3.
(2) Metodo de hidrogenado kaj maloksigenado.
Ĉi tiu metodo estas dividita en tri stadiojn: la unua etapo estas hidrogenado kaj maloksigenado, la dua etapo estas dehidrogenado, kaj la tria etapo estas forigo de akvo. Altpura nitrogeno kun la sekva konsisto estas akirita: N2 ≥ 99,999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10,7 × 10-6. La kosto de produktado de nitrogeno estas ĉirkaŭ 0,6 juanoj/m3.
(3) Karbona deoksigena metodo.
Sub la ago de karbon-subtena katalizilo (je certa temperaturo), la resta oksigeno en ordinara nitrogeno reagas kun la karbono disponigita per la katalizilo mem por generi CO2. Reakcia formulo: C + O2 = CO2. Post la posta etapo de forigo de CO2 kaj H2O, altpura nitrogeno kun jena konsisto estas akirita: N2 ≥ 99,999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10,7 × 10-6. La kosto de produktado de nitrogeno estas ĉirkaŭ 0,6 juanoj/m3.
Tria: Membrano apartigo kaj aero apartigo nitrogeno produktado
Membrana apartigo kaj aera apartigo nitrogena produktado ankaŭ estas nova branĉo de ne-kriogena nitrogenproduktada teknologio. Ĝi estas nova nitrogenproduktadmetodo kiu rapide disvolviĝis eksterlande en la 1980-aj jaroj. Ĝi estis antaŭenigita kaj aplikata en Ĉinio en la lastaj jaroj.
Membrana apartiga nitrogenproduktado uzas aeron kiel krudmaterialon. Sub certa premo, ĝi uzas la malsamajn trapenetrajn indicojn de oksigeno kaj nitrogeno en la kava fibra membrano por apartigi oksigenon kaj nitrogenon por produkti nitrogenon. Kompare kun la supraj du nitrogenaj produktadmetodoj, ĝi havas la karakterizaĵojn de pli simpla ekipaĵa strukturo, pli malgranda volumo, neniu ŝanĝa valvo, pli simpla operacio kaj bontenado, pli rapida gasproduktado (en 3 minutoj), kaj pli oportuna kapacito ekspansio.
Tamen, kavaj fibromembranoj havas pli striktajn postulojn pri la pureco de kunpremita aero. La membranoj estas emaj al maljuniĝo kaj fiasko, kaj estas malfacile ripareblaj. Novaj membranoj devas esti anstataŭigitaj.
Membrana disiga nitrogena produktado estas pli taŭga por malgrandaj kaj mezgrandaj uzantoj kun nitrogenaj purecaj postuloj de ≤98%, kaj havas la plej bonan funkcion-prezan rilatumon nuntempe; kiam la nitrogenpureco estas postulata esti pli alta ol 98%, ĝi estas ĉirkaŭ 30% pli alta ol la premo svingo adsorbado nitrogeno produktado aparato de la sama specifo. Sekve, kiam altpura nitrogeno estas produktita per kombinaĵo de membrana apartiga nitrogenproduktado kaj nitrogenpurigaj aparatoj, la pureco de ĝenerala nitrogeno ĝenerale estas 98%, kio pliigos la produktokoston kaj operaciokoston de la puriga aparato.
Afiŝtempo: Jul-24-2024
