Gyda chynnydd gwyddoniaeth a thechnoleg a datblygiad economi, mae cwmpas cymhwyso nitrogen yn ehangu o ddydd i ddydd, ac wedi treiddio i lawer o sectorau diwydiannol a bywyd bob dydd.
Nitrogen yw prif gydran aer, gan gyfrif am tua 78% o aer. Mae nitrogen elfennol N2 yn nwy di-liw a heb arogl o dan amodau arferol. Y dwysedd nwy o dan gyflwr safonol yw 1.25 g/L. Y pwynt toddi yw -210 ℃ a'r pwynt berwi yw -196 ℃. Mae nitrogen hylifol yn oerydd tymheredd isel (-196 ℃).
Heddiw, byddwn yn cyflwyno sawl prif ddull ar gyfer cynhyrchu nitrogen gartref a thramor.
Mae yna dri dull cynhyrchu nitrogen ar raddfa ddiwydiannol gyffredinol: cynhyrchu nitrogen gwahanu aer cryogenig, cynhyrchu nitrogen arsugniad swing pwysau, a chynhyrchu nitrogen gwahanu pilen.
Yn gyntaf: dull cynhyrchu nitrogen cryogenig gwahanu aer
Mae cynhyrchu nitrogen gwahanu aer cryogenig yn ddull cynhyrchu nitrogen traddodiadol sydd â hanes o bron i sawl degawd. Mae'n defnyddio aer fel deunydd crai, yn ei gywasgu a'i buro, ac yna'n defnyddio cyfnewid gwres i hylifo'r aer yn aer hylifol. Mae aer hylif yn bennaf yn gymysgedd o ocsigen hylifol a nitrogen hylifol. Defnyddir y gwahanol bwyntiau berwi o ocsigen hylifol a nitrogen hylifol i'w gwahanu trwy ddistyllu aer hylifol i gael nitrogen.
Manteision: cynhyrchu nwy mawr a phurdeb uchel o nitrogen cynnyrch. Gall cynhyrchu nitrogen cryogenig gynhyrchu nid yn unig nitrogen ond hefyd nitrogen hylifol, sy'n bodloni gofynion proses nitrogen hylifol a gellir ei storio mewn tanciau storio nitrogen hylifol. Pan fo llwyth nitrogen ysbeidiol neu atgyweiriad bach o'r offer gwahanu aer, mae'r nitrogen hylifol yn y tanc storio yn mynd i mewn i'r anweddydd ac yn cael ei gynhesu, ac yna'n cael ei anfon at y biblinell nitrogen cynnyrch i gwrdd â galw nitrogen yr uned broses. Mae'r cylch gweithredu o gynhyrchu nitrogen cryogenig (gan gyfeirio at yr egwyl rhwng dau wres mawr) yn gyffredinol yn fwy na blwyddyn, felly nid yw cynhyrchu nitrogen cryogenig yn gyffredinol yn cael ei ystyried fel rhywbeth wrth gefn.
Anfanteision: Gall cynhyrchu nitrogen cryogenig gynhyrchu nitrogen gyda phurdeb o ≧99.999%, ond mae purdeb nitrogen wedi'i gyfyngu gan lwyth nitrogen, nifer yr hambyrddau, effeithlonrwydd hambwrdd a phurdeb ocsigen mewn aer hylifol, ac mae'r ystod addasu yn fach iawn. Felly, ar gyfer set o offer cynhyrchu nitrogen cryogenig, mae purdeb y cynnyrch yn y bôn yn sicr ac yn anghyfleus i'w addasu. Gan fod y dull cryogenig yn cael ei wneud ar dymheredd isel iawn, rhaid i'r offer gael proses gychwyn cyn-oeri cyn ei roi ar waith yn normal. Nid yw'r amser cychwyn, hynny yw, yr amser o ddechrau'r ehangwr i'r amser pan fydd y purdeb nitrogen yn cyrraedd y gofyniad, yn gyffredinol yn llai na 12 awr; cyn i'r offer fynd i mewn i'r ailwampio, rhaid iddo gael cyfnod o amser gwresogi a dadmer, yn gyffredinol 24 awr. Felly, ni ddylid cychwyn a stopio'r offer cynhyrchu nitrogen cryogenig yn aml, ac fe'ch cynghorir i weithredu'n barhaus am amser hir.
Yn ogystal, mae'r broses cryogenig yn gymhleth, yn meddiannu ardal fawr, mae ganddo gostau seilwaith uchel, mae angen grymoedd cynnal a chadw arbennig, mae ganddo nifer fawr o weithredwyr, ac mae'n cynhyrchu nwy yn araf (18 i 24 awr). Mae'n addas ar gyfer cynhyrchu nitrogen diwydiannol ar raddfa fawr.
Ail: Dull Cynhyrchu Nitrogen Arsugniad Swing Pwysedd (PSA).
Mae technoleg gwahanu nwy Arsugniad Swing Pwysedd (PSA) yn gangen bwysig o dechnoleg gwahanu nwy nad yw'n cryogenig. Mae'n ganlyniad i ymdrechion hirdymor pobl i ddod o hyd i ddull gwahanu aer symlach na'r dull cryogenig.
Yn y 1970au, llwyddodd Cwmni Mwyngloddio Essen Gorllewin yr Almaen i ddatblygu rhidyllau moleciwlaidd carbon, gan baratoi'r ffordd ar gyfer diwydiannu cynhyrchu nitrogen gwahanu aer PSA. Dros y 30 mlynedd diwethaf, mae'r dechnoleg hon wedi datblygu'n gyflym ac aeddfedu. Mae wedi dod yn gystadleuydd cryf o wahanu aer cryogenig ym maes cynhyrchu nitrogen bach a chanolig.
Mae cynhyrchu nitrogen arsugniad swing pwysau yn defnyddio aer fel deunydd crai a gogor moleciwlaidd carbon fel arsugniad. Mae'n defnyddio nodweddion arsugniad detholus rhidyll moleciwlaidd carbon o ocsigen a nitrogen yn yr aer, ac yn defnyddio'r egwyddor o arsugniad swing pwysau (arsugniad pwysau, desorption lleihau pwysau ac adfywio rhidyll moleciwlaidd) i wahanu ocsigen a nitrogen ar dymheredd ystafell i gynhyrchu nitrogen.
O'i gymharu â chynhyrchu nitrogen gwahanu aer cryogenig, mae gan gynhyrchu nitrogen arsugniad swing pwysau fanteision sylweddol: mae gwahanu arsugniad yn cael ei wneud ar dymheredd yr ystafell, mae'r broses yn syml, mae'r offer yn gryno, mae'r ôl troed yn fach, mae'n hawdd cychwyn a stopio, mae'n yn dechrau'n gyflym, mae'r cynhyrchiad nwy yn gyflym (yn gyffredinol tua 30 munud), mae'r defnydd o ynni yn fach, mae'r gost gweithredu yn isel, mae lefel yr awtomeiddio yn uchel, mae'r llawdriniaeth a'r gwaith cynnal a chadw yn gyfleus, mae'r gosodiad sgid yn gyfleus, dim sylfaen arbennig yn ofynnol, gellir addasu purdeb nitrogen y cynnyrch o fewn ystod benodol, a chynhyrchiad nitrogen yw ≤3000Nm3 / h. Felly, mae cynhyrchu nitrogen arsugniad swing pwysau yn arbennig o addas ar gyfer gweithrediad ysbeidiol.
Fodd bynnag, hyd yn hyn, dim ond gyda phurdeb o 99.9% (hy, O2≤0.1%) y gall cymheiriaid domestig a thramor gynhyrchu nitrogen gan ddefnyddio technoleg cynhyrchu nitrogen PSA. Gall rhai cwmnïau gynhyrchu 99.99% nitrogen pur (O2≤0.01%). Mae purdeb uwch yn bosibl o safbwynt technoleg cynhyrchu nitrogen PSA, ond mae'r gost cynhyrchu yn rhy uchel ac mae defnyddwyr yn annhebygol o'i dderbyn. Felly, rhaid i'r defnydd o dechnoleg cynhyrchu nitrogen PSA i gynhyrchu nitrogen purdeb uchel hefyd ychwanegu dyfais puro ôl-gam.
Dull puro nitrogen (graddfa ddiwydiannol)
(1) Dull deoxygenation hydrogenation.
O dan weithred catalydd, mae'r ocsigen gweddilliol yn y nitrogen yn adweithio gyda'r hydrogen ychwanegol i gynhyrchu dŵr, a fformiwla'r adwaith yw: 2H2 + O2 = 2H2O. Yna, caiff y dŵr ei dynnu gan atgyfnerthydd cywasgydd nitrogen pwysedd uchel, a cheir y nitrogen purdeb uchel gyda'r prif gydrannau canlynol trwy ôl-sychu: N2≥99.999%, O2≤5 × 10-6, H2≤1500 × 10-6, H2O≤10.7×10-6. Mae cost cynhyrchu nitrogen tua 0.5 yuan / m3.
(2) Hydrogenation a dull deoxygenation.
Rhennir y dull hwn yn dri cham: y cam cyntaf yw hydrogenation a deoxygenation, yr ail gam yw dadhydrogenation, a'r trydydd cam yw tynnu dŵr. Ceir nitrogen purdeb uchel gyda'r cyfansoddiad canlynol: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6. Mae cost cynhyrchu nitrogen tua 0.6 yuan / m3.
(3) Dull deoxygenation carbon.
O dan weithred catalydd â chymorth carbon (ar dymheredd penodol), mae'r ocsigen gweddilliol mewn nitrogen cyffredin yn adweithio â'r carbon a ddarperir gan y catalydd ei hun i gynhyrchu CO2. Fformiwla adwaith: C + O2 = CO2. Ar ôl y cam dilynol o dynnu CO2 a H2O, ceir nitrogen purdeb uchel gyda'r cyfansoddiad canlynol: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6. Mae cost cynhyrchu nitrogen tua 0.6 yuan / m3.
Trydydd: Gwahanu bilen a chynhyrchu nitrogen gwahanu aer
Mae cynhyrchu nitrogen gwahanu bilen a gwahanu aer hefyd yn gangen newydd o dechnoleg cynhyrchu nitrogen nad yw'n cryogenig. Mae'n ddull cynhyrchu nitrogen newydd a ddatblygodd yn gyflym dramor yn yr 1980au. Mae wedi cael ei hyrwyddo a'i gymhwyso yn Tsieina yn ystod y blynyddoedd diwethaf.
Mae cynhyrchu nitrogen gwahanu bilen yn defnyddio aer fel deunydd crai. O dan bwysau penodol, mae'n defnyddio'r gwahanol gyfraddau treiddiad ocsigen a nitrogen yn y bilen ffibr gwag i wahanu ocsigen a nitrogen i gynhyrchu nitrogen. O'i gymharu â'r ddau ddull cynhyrchu nitrogen uchod, mae ganddo nodweddion strwythur offer symlach, cyfaint llai, dim falf newid, gweithredu a chynnal a chadw symlach, cynhyrchu nwy yn gyflymach (o fewn 3 munud), ac ehangu cynhwysedd yn fwy cyfleus.
Fodd bynnag, mae gan bilenni ffibr gwag ofynion llymach ar lendid aer cywasgedig. Mae'r pilenni'n dueddol o heneiddio a methu, ac maent yn anodd eu trwsio. Mae angen disodli pilenni newydd.
Mae cynhyrchu nitrogen gwahanu bilen yn fwy addas ar gyfer defnyddwyr bach a chanolig sydd â gofynion purdeb nitrogen o ≤98%, ac mae ganddo'r gymhareb pris-swyddogaeth orau ar hyn o bryd; pan fo'n ofynnol i'r purdeb nitrogen fod yn uwch na 98%, mae tua 30% yn uwch na'r ddyfais cynhyrchu nitrogen arsugniad swing pwysau o'r un fanyleb. Felly, pan gynhyrchir nitrogen purdeb uchel trwy gyfuno cynhyrchu nitrogen gwahanu pilen a dyfeisiau puro nitrogen, mae purdeb nitrogen cyffredinol yn gyffredinol yn 98%, a fydd yn cynyddu cost cynhyrchu a chost gweithredu'r ddyfais puro.
Amser post: Gorff-24-2024
