مجموعة هانغتشو نوزو للتكنولوجيا المحدودة

كيفية الحصول على غاز النيتروجين عالي النقاء من الهواء؟

1. طريقة فصل الهواء بالتبريد العميق

لقد مرت طريقة الفصل المبردة بأكثر من 100 عام من التطوير، وشهدت مجموعة متنوعة من عمليات المعالجة المختلفة مثل الجهد العالي والجهد العالي والمنخفض والضغط المتوسط ​​وعملية الجهد المنخفض الكامل. مع تطور تكنولوجيا ومعدات درجة الهواء الحديثة، تم القضاء بشكل أساسي على عملية الفراغ ذات الجهد العالي والضغط العالي والمنخفض والجهد المتوسط. أصبحت عملية الضغط المنخفض المنخفضة مع انخفاض استهلاك الطاقة والإنتاج الأكثر أمانًا الخيار الأول لأجهزة الفراغ منخفضة الحرارة الكبيرة والمتوسطة الحجم. تنقسم عملية تقسيم الهواء المنخفضة الجهد الكاملة إلى عمليات ضغط خارجي وعمليات ضغط داخلي وفقًا لروابط الضغط المختلفة لمنتجات الأكسجين والنيتروجين. تنتج عملية الضغط الخارجي المنخفضة الضغط الكاملة الأكسجين أو النيتروجين منخفض الضغط، ثم تضغط غاز المنتج إلى الضغط المطلوب لتزويد المستخدم من خلال ضاغط خارجي. الضغط الكامل في عملية الضغط المنخفض: يتبخر الأكسجين السائل أو النيتروجين السائل الناتج عن التقطير بواسطة مضخات السوائل في الصندوق البارد بعد الضغط الذي يحتاجه المستخدم، ثم يُعاد تسخينه في جهاز التبادل الحراري الرئيسي. العمليات الرئيسية هي الترشيح، والضغط، والتبريد، والتنقية، والشاحن الفائق، والتمدد، والتقطير، والفصل، وإعادة تجميع الحرارة، والتزويد الخارجي بالهواء الخام.

2. طريقة الامتزاز بتأرجح الضغط (طريقة PSA)

تعتمد هذه الطريقة على الهواء المضغوط كمادة خام. وعادةً ما يُستخدم الغربلة الجزيئية كمادة ماصة. وتحت ضغط معين، يُراعى الفرق في امتصاص جزيئات الأكسجين والنيتروجين في الهواء عبر مناخل جزيئية مختلفة. وفي عملية جمع الغاز، يُفصل الأكسجين عن النيتروجين، ثم يُحلل عامل الامتصاص في المنخل الجزيئي ويُعاد تدويره بعد إزالة الضغط.
بالإضافة إلى المناخل الجزيئية، يمكن للممتزات أيضًا تطبيق الألومينا والسيليكون.
حاليًا، يعتمد جهاز إنتاج النيتروجين بامتصاص المحولات الشائع الاستخدام على الهواء المضغوط، ومنخل الكربون الجزيئي كمادة ماصة، ويعتمد على اختلاف سعة الامتصاص ومعدل الامتصاص وقوة امتصاص الأكسجين والنيتروجين على مناخل الكربون الجزيئية، بالإضافة إلى اختلاف خصائص سعة الامتصاص للإجهادات المختلفة لتحقيق فصل الأكسجين والنيتروجين. أولًا، تُعطي جزيئات الكربون الأولوية للأكسجين في الهواء، مما يُثري النيتروجين في الطور الغازي. وللحصول على النيتروجين بشكل مستمر، يلزم وجود برجي امتصاص.

طلب

1. يتميز النيتروجين بخصائص كيميائية مستقرة للغاية، ولا يتفاعل عادةً مع مواد أخرى. تتيح هذه الخاصية القصورية استخدامه على نطاق واسع في العديد من البيئات اللاهوائية، مثل استخدامه كبديل للهواء في حاويات محددة، مما يُسهم في العزل، ومقاومة اللهب، ومقاومة الانفجار، ومقاومة التآكل. تُستخدم هندسة غاز البترول المسال، وأنابيب الغاز، وشبكات الشعب الهوائية المسالة في التطبيقات الصناعية والمدنية [11]. كما يُستخدم النيتروجين في تغليف الأطعمة والأدوية المصنعة، كغطاء للغازات، وإغلاق الكابلات، وخطوط الهاتف، وإطارات المطاط المضغوطة القابلة للتمدد. وكنوع من المواد الحافظة، غالبًا ما يُستبدل النيتروجين بالنيتروجين تحت الأرض لإبطاء التآكل الناتج عن التلامس بين عمود الأنبوب وطبقة السائل.
٢. يُستخدم النيتروجين عالي النقاء في عملية صب المعادن لتكرير المصهور، مما يُحسّن جودة خامات الصب. يمنع الغاز أكسدة النحاس في درجات الحرارة العالية بفعالية، ويحافظ على سطح النحاس، ويُلغي عملية التخليل. يُستخدم غاز فرن الفحم النباتي القائم على النيتروجين (مكوناته: ٦٤.١٪ نيتروجين، ٣٤.٧٪ ثاني أكسيد الكربون، ١.٢٪ هيدروجين، وكمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون) كغاز وقائي أثناء صهر النحاس، مما يضمن جودة سطح مصهور النحاس.
3. حوالي 10٪ من النيتروجين المنتج كمبرد، ويشمل أساسا: عادة لينة أو مثل المطاط - مثل التصلب، والمطاط المعالجة في درجات حرارة منخفضة، والانكماش البارد والتركيب، والعينات البيولوجية، مثل الحفاظ على الدم من الدم بارد في النقل.
٤. يُمكن استخدام النيتروجين لتصنيع أكسيد النيتريك أو ثاني أكسيد النيتروجين لإنتاج حمض النيتريك. تُعد هذه الطريقة في التصنيع باهظة الثمن ورخيصة الثمن. كما يُمكن استخدام النيتروجين أيضًا في تصنيع الأمونيا ونيتريد المعادن.