Elm və texnologiyanın tərəqqisi və iqtisadiyyatın inkişafı ilə azotun tətbiq sahəsi gündən-günə genişlənir və bir çox sənaye sektorlarına və gündəlik həyata nüfuz edir.
Azot İstehsalçıları - Çin Azot İstehsalat Fabriki və Təchizatçılar (xinfatools.com)
Azot havanın əsas komponentidir, havanın təxminən 78%-ni təşkil edir. Elementar azot N2 normal şəraitdə rəngsiz və qoxusuz qazdır. Standart vəziyyətdə qaz sıxlığı 1,25 q/l-dir. Ərimə nöqtəsi -210 ℃, qaynama nöqtəsi isə -196 ℃-dir. Maye azot aşağı temperaturlu soyuducudur (-196 ℃).
Bu gün biz evdə və xaricdə azot istehsalının bir neçə əsas üsulunu təqdim edəcəyik.
Üç ümumi sənaye miqyaslı azot istehsalı üsulu var: kriogen hava ayırma azot istehsalı, təzyiq yelləncək adsorbsiya azot istehsalı və membran ayırma azot istehsalı.
Birincisi: Kriogen havanın ayrılması azot istehsalı üsulu
Kriogen hava ayırıcı azot istehsalı təxminən bir neçə onilliklər tarixi olan ənənəvi azot istehsalı üsuludur. O, havadan xammal kimi istifadə edir, onu sıxır və təmizləyir, sonra isə havanı maye havaya çevirmək üçün istilik mübadiləsindən istifadə edir. Maye hava əsasən maye oksigen və maye azot qarışığıdır. Maye oksigen və maye azotun müxtəlif qaynama nöqtələri azot əldə etmək üçün maye havanın distillə edilməsi yolu ilə onları ayırmaq üçün istifadə olunur.
Üstünlükləri: böyük qaz hasilatı və məhsul azotunun yüksək saflığı. Kriogen azot istehsalı yalnız azot deyil, həm də maye azotun proses tələblərinə cavab verən və maye azot saxlama çənlərində saxlanıla bilən maye azot istehsal edə bilər. Fasiləli azot yükü olduqda və ya hava ayırma avadanlığının kiçik təmiri zamanı saxlama çənindəki maye azot buxarlandırıcıya daxil olur və qızdırılır, sonra isə texnoloji qurğunun azot tələbatını ödəmək üçün məhsulun azot boru kəmərinə göndərilir. Kriogen azot istehsalının əməliyyat dövrü (iki böyük isitmə arasındakı interval nəzərdə tutulur) ümumiyyətlə 1 ildən artıqdır, buna görə də kriogen azot istehsalı ümumiyyətlə gözləmə rejimində hesab edilmir.
Dezavantajları: Kriogen azot istehsalı ≧99,999% saflıqda azot istehsal edə bilər, lakin azotun saflığı azot yükü, qabların sayı, nimçənin səmərəliliyi və maye havada oksigen təmizliyi ilə məhdudlaşır və tənzimləmə diapazonu çox kiçikdir. Buna görə də, bir sıra kriogen azot istehsalı avadanlığı üçün məhsulun təmizliyi əsasən müəyyəndir və tənzimləmək üçün əlverişsizdir. Kriogen üsul son dərəcə aşağı temperaturda həyata keçirildiyindən, normal işə salınmazdan əvvəl avadanlıqda əvvəlcədən soyuducu işə salınma prosesi olmalıdır. İşə başlama vaxtı, yəni genişləndiricinin işə salınmasından azotun saflığının tələbata çatdığı vaxta qədər olan vaxt ümumiyyətlə 12 saatdan az deyil; avadanlıq əsaslı təmirə girməzdən əvvəl onun qızdırılma və ərimə müddəti, ümumiyyətlə 24 saat olmalıdır. Buna görə də, kriogen azot istehsalı avadanlığı tez-tez işə salınmamalı və dayandırılmamalı və uzun müddət fasiləsiz işləməsi məqsədəuyğundur.
Bundan əlavə, kriogen proses mürəkkəbdir, geniş ərazini tutur, yüksək infrastruktur xərclərinə malikdir, xüsusi texniki xidmət qüvvələri tələb edir, çox sayda operatora malikdir və qazı yavaş (18-dən 24 saata qədər) istehsal edir. Geniş miqyaslı sənaye azot istehsalı üçün uyğundur.
İkinci: Təzyiq Swing Adsorbsiya (PSA) Azot İstehsal Metod
Təzyiqlə Swing Adsorbsiya (PSA) qaz ayırma texnologiyası qeyri-kriogen qaz ayırma texnologiyasının mühüm qoludur. Bu, insanların kriogen üsulla müqayisədə daha sadə hava ayırma üsulu tapmaq üçün uzunmüddətli səylərinin nəticəsidir.
1970-ci illərdə Qərbi Almaniyanın Essen Mining Company şirkəti karbon molekulyar ələklərini uğurla inkişaf etdirərək PSA hava ayırıcı azot istehsalının sənayeləşməsinə yol açdı. Son 30 il ərzində bu texnologiya sürətlə inkişaf etdi və yetkinləşdi. Kiçik və orta ölçülü azot istehsalı sahəsində kriogen havanın ayrılmasının güclü rəqibinə çevrilmişdir.
Təzyiq yelləncək adsorbsiya azot istehsalı xammal kimi hava və adsorbent kimi karbon molekulyar ələkdən istifadə edir. O, karbon molekulyar ələkinin havada oksigen və azotun seçmə adsorbsiyasının xüsusiyyətlərindən istifadə edir və azot istehsal etmək üçün otaq temperaturunda oksigen və azotu ayırmaq üçün təzyiq yelləncək adsorbsiyasından (təzyiq adsorbsiya, təzyiqin azaldılması desorbsiya və molekulyar ələk regenerasiyası) istifadə edir.
Kriogen hava ayıran azot istehsalı ilə müqayisədə, təzyiq yelləncək adsorbsiya azot istehsalı əhəmiyyətli üstünlüklərə malikdir: adsorbsiya ayrılması otaq temperaturunda aparılır, proses sadədir, avadanlıq yığcamdır, ayaq izi kiçikdir, başlamaq və dayandırmaq asandır, bu tez başlayır, qaz hasilatı sürətlidir (ümumiyyətlə təxminən 30 dəqiqə), enerji sərfiyyatı azdır, istismar dəyəri aşağıdır, avtomatlaşdırma dərəcəsi yüksəkdir, istismar və texniki xidmət rahatdır, sürüşmə quraşdırılması rahatdır, xüsusi təməl yoxdur tələb olunur, məhsulun azotunun təmizliyi müəyyən diapazonda tənzimlənə bilər və azot istehsalı ≤3000Nm3/saat təşkil edir. Buna görə də, təzyiq yelləncək adsorbsiya azot istehsalı fasiləli əməliyyat üçün xüsusilə uyğundur.
Bununla belə, indiyə qədər yerli və xarici həmkarları PSA azot istehsalı texnologiyasından istifadə etməklə yalnız 99,9% (yəni, O2≤0,1%) saflıqda azot istehsal edə bilirlər. Bəzi şirkətlər 99,99% saf azot (O2≤0,01%) istehsal edə bilər. PSA azot istehsalı texnologiyası baxımından daha yüksək təmizlik mümkündür, lakin istehsal dəyəri çox yüksəkdir və istifadəçilər çətin ki, bunu qəbul etsinlər. Buna görə də, yüksək saflıqda azot istehsal etmək üçün PSA azot istehsal texnologiyasından istifadə, həmçinin mərhələli təmizləyici qurğu əlavə etməlidir.
Azotun təmizlənməsi üsulu (sənaye miqyası)
(1) Hidrogenləşdirmə deoksigenləşdirmə üsulu.
Katalizatorun təsiri altında azotdakı qalıq oksigen əlavə edilmiş hidrogenlə reaksiyaya girərək su əmələ gətirir və reaksiya formulu: 2H2 + O2 = 2H2O. Daha sonra su yüksək təzyiqli azot kompressoru gücləndiricisi ilə çıxarılır və aşağıdakı əsas komponentləri olan yüksək təmizlikli azot sonra qurutma yolu ilə əldə edilir: N2≥99,999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10,7×10-6. Azot istehsalının dəyəri təxminən 0,5 yuan/m3 təşkil edir.
(2) Hidrogenləşdirmə və deoksigenləşdirmə üsulu.
Bu üsul üç mərhələyə bölünür: birinci mərhələ hidrogenləşdirmə və oksigenləşdirmə, ikinci mərhələ dehidrogenləşdirmə, üçüncü mərhələ isə suyun çıxarılmasıdır. Aşağıdakı tərkibə malik yüksək təmizlikli azot alınır: N2 ≥ 99,999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10,7 × 10-6. Azot istehsalının dəyəri təxminən 0,6 yuan/m3 təşkil edir.
(3) Karbon deoksigenləşdirmə üsulu.
Karbon dəstəkli katalizatorun təsiri altında (müəyyən bir temperaturda) adi azotdakı qalıq oksigen CO2 yaratmaq üçün katalizatorun özü tərəfindən təmin edilən karbonla reaksiya verir. Reaksiya formulu: C + O2 = CO2. CO2 və H2O-nun çıxarılmasının sonrakı mərhələsindən sonra aşağıdakı tərkibə malik yüksək təmizlikli azot əldə edilir: N2 ≥ 99,999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10,7 × 10-6. Azot istehsalının dəyəri təxminən 0,6 yuan/m3 təşkil edir.
Üçüncü: Membran ayrılması və havanın ayrılması azot istehsalı
Membran ayrılması və havanın ayrılması azot istehsalı da qeyri-kriogen azot istehsalı texnologiyasının yeni bir sahəsidir. 1980-ci illərdə xaricdə sürətlə inkişaf edən yeni azot istehsalı üsuludur. Son illərdə Çində təbliğ edildi və tətbiq edildi.
Membran ayıran azot istehsalı xammal kimi havadan istifadə edir. Müəyyən bir təzyiq altında, azot istehsal etmək üçün oksigen və azotu ayırmaq üçün içi boş lif membranında oksigen və azotun müxtəlif nüfuzetmə dərəcələrindən istifadə edir. Yuxarıda göstərilən iki azot istehsalı üsulu ilə müqayisədə, daha sadə avadanlıq quruluşu, daha kiçik həcm, keçid klapanının olmaması, daha sadə əməliyyat və texniki xidmət, daha sürətli qaz hasilatı (3 dəqiqə ərzində) və daha rahat tutumun genişləndirilməsi xüsusiyyətlərinə malikdir.
Bununla belə, içi boş lifli membranlar sıxılmış havanın təmizliyinə daha sərt tələblərə malikdir. Membranlar qocalmağa və uğursuzluğa meyllidir və onları təmir etmək çətindir. Yeni membranların dəyişdirilməsi lazımdır.
Membran ayırma azot istehsalı ≤98% azot təmizliyi tələbləri olan kiçik və orta ölçülü istifadəçilər üçün daha uyğundur və bu anda ən yaxşı funksiya-qiymət nisbətinə malikdir; azot təmizliyinin 98% -dən yüksək olması tələb olunduqda, eyni spesifikasiyanın təzyiq yelləncək adsorbsiya azot istehsal cihazından təxminən 30% yüksəkdir. Buna görə də, membran ayırma azot istehsalı və azot təmizləmə cihazlarını birləşdirərək yüksək saflıqda azot istehsal edildikdə, ümumi azotun təmizliyi ümumiyyətlə 98% təşkil edir ki, bu da təmizləyici qurğunun istehsal xərclərini və istismar xərclərini artıracaqdır.
Göndərmə vaxtı: 24 iyul 2024-cü il
