З прагрэсам навукі і тэхнікі і развіццём эканомікі сфера прымянення азоту пашыраецца з кожным днём і пранікае ў многія галіны прамысловасці і паўсядзённае жыццё.
Вытворцы азоту - Кітайская фабрыка і пастаўшчыкі азоту (xinfatools.com)
Азот - асноўны кампанент паветра, які складае каля 78% паветра. Элементарны азот N2 у нармальных умовах - газ без колеру і паху. Шчыльнасць газу ў стандартным стане складае 1,25 г/л. Тэмпература плаўлення -210 ℃, а тэмпература кіпення -196 ℃. Вадкі азот - гэта нізкатэмпературны холадагент (-196 ℃).
Сёння мы прадставім некалькі асноўных метадаў вытворчасці азоту ў краіне і за мяжой.
Існуюць тры агульныя метады вытворчасці азоту ў прамысловых маштабах: вытворчасць азоту з крыягенным падзелам паветра, вытворчасць азоту з адсорбцыяй пры ваганні ціску і вытворчасць азоту з мембранным падзелам.
Па-першае: метад вытворчасці азоту пры крыягенным падзеле паветра
Вытворчасць азоту з крыягенным падзелам паветра - гэта традыцыйны метад вытворчасці азоту з гісторыяй, якая налічвае амаль некалькі дзесяцігоддзяў. Ён выкарыстоўвае паветра ў якасці сыравіны, сціскае і ачышчае яго, а затым выкарыстоўвае цеплаабмен для звадкавання паветра ў вадкае паветра. Вадкае паветра - гэта ў асноўным сумесь вадкага кіслароду і вадкага азоту. Розныя тэмпературы кіпення вадкага кіслароду і вадкага азоту выкарыстоўваюцца для іх падзелу шляхам перагонкі вадкага паветра для атрымання азоту.
Перавагі: вялікая здабыча газу і высокая чысціня азоту прадукту. Вытворчасць крыягеннага азоту можа вырабляць не толькі азот, але і вадкі азот, які адпавядае патрабаванням працэсу вадкага азоту і можа захоўвацца ў рэзервуарах для захоўвання вадкага азоту. Пры перыядычнай нагрузцы азотам або нязначным рамонце абсталявання для падзелу паветра вадкі азот у рэзервуары для захоўвання паступае ў выпарнік і награваецца, а затым накіроўваецца ў трубаправод азоту прадукту для задавальнення патрэбы тэхналагічнага блока ў азоце. Працоўны цыкл вытворчасці крыягеннага азоту (адносіцца да інтэрвалу паміж двума вялікімі нагрэвамі) звычайна складае больш за 1 год, таму вытворчасць крыягеннага азоту звычайна не лічыцца рэжымам чакання.
Недахопы: Крыягенная вытворчасць азоту можа вырабляць азот з чысцінёй ≧99,999%, але чысціня азоту абмежавана нагрузкай азоту, колькасцю латкоў, эфектыўнасцю латкоў і чысцінёй кіслароду ў вадкім паветры, і дыяпазон рэгулявання вельмі малы. Такім чынам, для набору абсталявання для вытворчасці крыягеннага азоту чысціня прадукту ў асноўным пэўная, і яе нязручна рэгуляваць. Паколькі крыягенны метад праводзіцца пры надзвычай нізкіх тэмпературах, абсталяванне павінна мець працэс папярэдняга астуджэння, перш чым запускаць яго ў нармальны рэжым. Час запуску, гэта значыць час ад запуску дэтандера да моманту, калі чысціня азоту дасягне патрэбнай, звычайна складае не менш за 12 гадзін; перш чым абсталяванне паступіць на капітальны рамонт, яно павінна мець час нагрэву і адтавання, як правіла, 24 гадзіны. Такім чынам, абсталяванне для вытворчасці крыягеннага азоту не варта запускаць і спыняць часта, і пажадана працаваць бесперапынна на працягу доўгага часу.
Акрамя таго, крыягенны працэс складаны, займае вялікую плошчу, мае вялікія выдаткі на інфраструктуру, патрабуе спецыяльных сіл па абслугоўванні, мае вялікую колькасць аператараў і вырабляе газ павольна (ад 18 да 24 гадзін). Ён падыходзіць для буйнамаштабнай прамысловай вытворчасці азоту.
Па-другое: Метад атрымання азоту адсорбцыяй пры ваганні ціску (PSA).
Тэхналогія падзелу газу з адсорбцыяй пры ваганні ціску (PSA) з'яўляецца важнай галіной некрыягеннай тэхналогіі падзелу газу. Гэта вынік шматгадовых намаганняў людзей знайсці больш просты метад падзелу паветра, чым крыягенны метад.
У 1970-я гады заходненямецкая горназдабыўная кампанія Essen Mining Company паспяхова распрацавала вугляродныя малекулярныя сіты, адкрыўшы шлях для індустрыялізацыі вытворчасці азоту для падзелу паветра PSA. За апошнія 30 гадоў гэтая тэхналогія хутка развівалася і ўдасканальвалася. Ён стаў моцным канкурэнтам крыягеннага падзелу паветра ў галіне малога і сярэдняга вытворчасці азоту.
Адсарбцыйная вытворчасць азоту пры ваганні ціску выкарыстоўвае паветра ў якасці сыравіны і вугляроднае малекулярнае сіта ў якасці адсарбенту. Ён выкарыстоўвае характарыстыкі селектыўнай адсорбцыі кіслароду і азоту ў паветры вугляродным малекулярным сітам і выкарыстоўвае прынцып адсорбцыі пры ваганні ціску (адсорбцыя пад ціскам, дэсорбцыя пры зніжэнні ціску і рэгенерацыя малекулярнага сіты) для падзелу кіслароду і азоту пры пакаёвай тэмпературы для атрымання азоту.
У параўнанні з вытворчасцю азоту пры крыягенным падзеле паветра, вытворчасць азоту пры адсорбцыі з ваганнямі ціску мае значныя перавагі: адсарбцыйнае падзенне праводзіцца пры пакаёвай тэмпературы, працэс просты, абсталяванне кампактнае, займае невялікую плошчу, лёгка запускаць і спыняць, пачынаецца хутка, выпрацоўка газу хуткая (звычайна каля 30 хвілін), спажыванне энергіі невялікае, эксплуатацыйныя выдаткі нізкія, ступень аўтаматызацыі высокая, эксплуатацыя і абслугоўванне зручныя, зручная ўстаноўка салазкі, няма спецыяльнага падмурка патрабуецца, чысціню азоту ў прадукце можна рэгуляваць у пэўным дыяпазоне, а выпрацоўка азоту складае ≤3000 нм3/г. Такім чынам, адсарбцыйная вытворчасць азоту пры ваганні ціску асабліва падыходзіць для перыядычнай працы.
Аднак пакуль айчынныя і замежныя аналагі могуць вырабляць толькі азот з чысцінёй 99,9% (г.зн. O2≤0,1%) па тэхналогіі вытворчасці азоту PSA. Некаторыя кампаніі могуць вырабляць 99,99% чыстага азоту (O2≤0,01%). Больш высокая чысціня магчымая з пункту гледжання тэхналогіі вытворчасці азоту PSA, але кошт вытворчасці занадта высокі, і карыстальнікі наўрад ці пагодзяцца з гэтым. Такім чынам, выкарыстанне тэхналогіі вытворчасці азоту PSA для вытворчасці азоту высокай чысціні таксама павінна дадаць прыладу пасля этапу ачысткі.
Спосаб ачысткі азотам (прамысловыя маштабы)
(1) Метад гидрирования дезоксигенации.
Пад дзеяннем каталізатара рэшткавы кісларод у азоце рэагуе з дададзеным вадародам з утварэннем вады, і формула рэакцыі: 2H2 + O2 = 2H2O. Затым ваду выдаляюць з дапамогай азотнага кампрэсара пад высокім ціскам, і азот высокай чысціні з наступнымі асноўнымі кампанентамі атрымліваюць шляхам наступнай сушкі: N2≥99,999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10,7×10-6. Кошт вытворчасці азоту складае каля 0,5 юаня/м3.
(2) метад гидрирования і дэзаксігенацыі.
Гэты метад дзеліцца на тры этапы: першы этап - гэта гідрагенізацыя і дэзаксігенацыя, другі - дэгідраванне, трэці - выдаленне вады. Атрымліваецца азот высокай чысціні наступнага складу: N2 ≥ 99,999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10,7 × 10-6. Кошт вытворчасці азоту складае каля 0,6 юаня/м3.
(3) Метад дэзаксігенацыі вугляроду.
Пад дзеяннем каталізатара на вугляроднай падтрымцы (пры пэўнай тэмпературы) рэшткавы кісларод у звычайным азоце ўступае ў рэакцыю з вугляродам, які забяспечваецца самім каталізатарам, утвараючы CO2. Формула рэакцыі: C + O2 = CO2. Пасля наступнай стадыі выдалення CO2 і H2O атрымліваецца азот высокай чысціні наступнага складу: N2 ≥ 99,999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10,7 × 10-6. Кошт вытворчасці азоту складае каля 0,6 юаня/м3.
Па-трэцяе: Мембранны падзел і падзелу паветра вытворчасці азоту
Мембранная сепарацыя і вытворчасць азоту для падзелу паветра таксама з'яўляецца новай галіной некрыягеннай тэхналогіі вытворчасці азоту. Гэта новы метад вытворчасці азоту, які хутка развіваўся за мяжой у 1980-я гады. У апошнія гады ён прасоўваўся і ўжываўся ў Кітаі.
Для вытворчасці азоту мембраннага падзелу ў якасці сыравіны выкарыстоўваецца паветра. Пад пэўным ціскам ён выкарыстоўвае розныя хуткасці пранікнення кіслароду і азоту ў мембране з полых валокнаў для падзелу кіслароду і азоту для атрымання азоту. У параўнанні з двума прыведзенымі вышэй метадамі вытворчасці азоту, ён мае характарыстыкі больш простай структуры абсталявання, меншага аб'ёму, адсутнасці пераключальнага клапана, прасцейшых эксплуатацыі і абслугоўвання, больш хуткай вытворчасці газу (на працягу 3 хвілін) і больш зручнага пашырэння магутнасці.
Аднак да мембран з полых валокнаў прад'яўляюцца больш жорсткія патрабаванні да чысціні сціснутага паветра. Мембраны схільныя да старэння і выхаду з ладу, і іх цяжка аднавіць. Новыя мембраны трэба замяніць.
Вытворчасць азоту з мембранным падзелам больш падыходзіць для малых і сярэдніх карыстальнікаў з патрабаваннямі да чысціні азоту ≤98%, і на дадзены момант мае лепшае суадносіны функцыя-цана; калі патрабуецца, каб чысціня азоту была вышэй за 98%, гэта прыкладна на 30% вышэй, чым прылада для вытворчасці азоту з адсорбцыяй пры ваганні ціску той жа спецыфікацыі. Такім чынам, калі азот высокай чысціні атрымліваецца шляхам спалучэння вытворчасці азоту праз мембранную сепарацыю і прылад для ачысткі азоту, чысціня агульнага азоту звычайна складае 98%, што павялічвае вытворчыя выдаткі і кошт эксплуатацыі ачышчальнай прылады.
Час публікацыі: 24 ліпеня 2024 г
