La miniaturització del nitrogen líquid industrial normalment es refereix a la producció de nitrogen líquid en equips o sistemes relativament petits. Aquesta tendència cap a la miniaturització fa que la producció de nitrogen líquid sigui més flexible, portàtil i adequada per a una gamma més diversa d'escenaris d'aplicació.
Per a la miniaturització del nitrogen líquid industrial, hi ha principalment els mètodes següents:
Unitats simplificades de preparació de nitrogen líquid: aquestes unitats solen utilitzar tecnologia de separació d'aire per extreure nitrogen de l'aire mitjançant mètodes com l'adsorció o la separació per membranes, i després utilitzen sistemes de refrigeració o expansors per refredar el nitrogen a un estat líquid. Aquestes unitats solen ser més compactes que les grans unitats de separació d'aire i són adequades per al seu ús en plantes petites, laboratoris o on es requereix la producció de nitrogen in situ.
Miniaturització del mètode de separació d'aire a baixa temperatura: el mètode de separació d'aire a baixa temperatura és un mètode de producció de nitrogen industrial d'ús comú, i el nitrogen líquid es purifica mitjançant compressió multietapa, expansió de refredament i altres processos. Els equips de separació d'aire miniaturitzats a baixa temperatura sovint utilitzen tecnologia de refrigeració avançada i intercanviadors de calor eficients per reduir la mida de l'equip i millorar l'eficiència energètica.
Miniaturització del mètode d'evaporació al buit: en condicions d'alt buit, el nitrogen gasós s'evapora gradualment sota pressió, de manera que es redueix la seva temperatura i finalment s'obté nitrogen líquid. Aquest mètode es pot aconseguir mitjançant sistemes de buit i evaporadors miniaturitzats, i és adequat per a aplicacions on es requereix una producció ràpida de nitrogen.
La miniaturització del nitrogen líquid industrial té els següents avantatges:
Flexibilitat: l'equip de producció de nitrogen líquid miniaturitzat es pot moure i desplegar segons les necessitats reals per adaptar-se a les necessitats de diferents ocasions.
Portabilitat: El dispositiu és petit, fàcil de transportar i pot establir ràpidament sistemes de producció de nitrogen in situ.
Eficiència: Els equips de producció de nitrogen líquid miniaturitzats sovint utilitzen tecnologia avançada i intercanviadors de calor eficients per millorar l'eficiència energètica i reduir el consum d'energia.
Protecció del medi ambient: el nitrogen líquid, com a refrigerant net, no produeix substàncies nocives durant l'ús i és respectuós amb el medi ambient.
El procés de producció de nitrogen líquid inclou principalment els passos següents, a continuació es presenta una introducció detallada al procés:
Compressió i purificació de l'aire:
1. El compressor d'aire comprimeix primer l'aire.
2. L'aire comprimit es refreda i es purifica per convertir-se en aire de processament.
Transferència de calor i liqüefacció:
1. L'aire de processament s'intercanvia tèrmicament amb el gas de baixa temperatura a través de l'intercanviador de calor principal per produir líquid i entrar a la torre de fraccionament.
2. La baixa temperatura és causada per l'expansió de l'estrangulació d'aire d'alta pressió o l'expansió de l'expansor d'aire de mitjana pressió.
Fraccionament i purificació:
1. L'aire es destil·la al fraccionador a través de capes de safates.
2. El nitrogen pur es produeix a la part superior de la columna inferior del fraccionador.
Capacitat de reciclatge en fred i producció:
1. El nitrogen pur a baixa temperatura de la torre inferior entra a l'intercanviador de calor principal i recupera la quantitat freda mitjançant l'intercanvi de calor amb l'aire de processament.
2. El nitrogen pur reescalfat es produeix com a producte i es converteix en el nitrogen que necessita el sistema aigües avall.
Producció de nitrogen liquat:
1. El nitrogen obtingut mitjançant els passos anteriors es liqua encara més en condicions específiques (com ara baixa temperatura i alta pressió) per formar nitrogen líquid.
2. El nitrogen líquid té un punt d'ebullició extremadament baix, uns -196 graus Celsius, per la qual cosa s'ha d'emmagatzemar i transportar en condicions estrictes.
Emmagatzematge i estabilitat:
1. El nitrogen líquid s'emmagatzema en recipients especials, que solen tenir bones propietats aïllants per frenar la velocitat d'evaporació del nitrogen líquid.
2. Cal comprovar regularment l'estanquitat del recipient d'emmagatzematge i la quantitat de nitrogen líquid per garantir la qualitat i l'estabilitat del nitrogen líquid.
Data de publicació: 25 de maig de 2024