عادةً ما يشير تصغير النيتروجين السائل الصناعي إلى إنتاجه في معدات أو أنظمة صغيرة نسبيًا. هذا التوجه نحو التصغير يجعل إنتاج النيتروجين السائل أكثر مرونةً وقابليةً للنقل وملاءمةً لمجموعة متنوعة من سيناريوهات التطبيقات.
لتصغير النيتروجين السائل الصناعي، هناك الطرق التالية بشكل أساسي:
وحدات تحضير النيتروجين السائل المُبسّطة: تستخدم هذه الوحدات عادةً تقنية فصل الهواء لاستخلاص النيتروجين من الهواء بطرق مثل الامتزاز أو الفصل الغشائي، ثم تستخدم أنظمة التبريد أو المُوسّعات لتبريد النيتروجين إلى الحالة السائلة. تتميز هذه الوحدات عادةً بحجمها الأصغر من وحدات فصل الهواء الكبيرة، وهي مناسبة للاستخدام في المصانع الصغيرة والمختبرات أو حيثما يتطلب إنتاج النيتروجين في الموقع.
تصغير طريقة فصل الهواء منخفض الحرارة: تُعد طريقة فصل الهواء منخفض الحرارة طريقة شائعة الاستخدام في إنتاج النيتروجين الصناعي، حيث يُنقى النيتروجين السائل من خلال الضغط متعدد المراحل والتمدد بالتبريد وعمليات أخرى. غالبًا ما تستخدم معدات فصل الهواء منخفضة الحرارة والمصغرة تكنولوجيا تبريد متطورة ومبادلات حرارية عالية الكفاءة لتقليل حجم المعدات وتحسين كفاءة الطاقة.
تصغير طريقة التبخير الفراغي: في ظل ظروف فراغ عالية، يُبخَّر النيتروجين الغازي تدريجيًا تحت الضغط، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارته، ثم يُنتَج النيتروجين السائل. تُنفَّذ هذه الطريقة باستخدام أنظمة فراغ ومبخِّرات مُصغَّرة، وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب إنتاجًا سريعًا للنيتروجين.
تتمتع عملية تصغير النيتروجين السائل الصناعي بالمزايا التالية:
المرونة: يمكن نقل معدات إنتاج النيتروجين السائل المصغرة ونشرها وفقًا للاحتياجات الفعلية للتكيف مع احتياجات المناسبات المختلفة.
سهولة النقل: الجهاز صغير وسهل الحمل والنقل، ويمكنه إنشاء أنظمة إنتاج النيتروجين بسرعة في الموقع.
الكفاءة: غالبًا ما تستخدم معدات إنتاج النيتروجين السائل المصغرة التكنولوجيا المتقدمة والمبادلات الحرارية الفعالة لتحسين كفاءة الطاقة وتقليل استهلاك الطاقة.
حماية البيئة: النيتروجين السائل، باعتباره مبردًا نظيفًا، لا ينتج مواد ضارة أثناء الاستخدام وهو صديق للبيئة.
تتضمن عملية إنتاج النيتروجين السائل بشكل أساسي الخطوات التالية، وفيما يلي مقدمة تفصيلية للعملية:
ضغط الهواء وتنقيته:
1. يتم ضغط الهواء أولاً بواسطة ضاغط الهواء.
2. يتم تبريد الهواء المضغوط وتنقيته ليصبح هواء معالجة.
انتقال الحرارة والتميع:
1. يتم تبادل حرارة الهواء المعالج مع الغاز منخفض الحرارة من خلال المبادل الحراري الرئيسي لإنتاج السائل وإدخاله إلى برج التجزئة.
2. انخفاض درجة الحرارة يحدث بسبب توسع خنق الهواء عالي الضغط أو توسع توسع موسع الهواء متوسط الضغط.
التجزئة والتنقية:
1. يتم تقطير الهواء في المجزئ من خلال طبقات من الصواني.
2. يتم إنتاج النيتروجين النقي في الجزء العلوي من العمود السفلي للمجزئ.
إعادة تدوير القدرة الباردة ومخرجات المنتج:
1. يدخل النيتروجين النقي ذو درجة الحرارة المنخفضة من البرج السفلي إلى المبادل الحراري الرئيسي ويستعيد الكمية الباردة عن طريق التبادل الحراري مع الهواء المعالج.
2. يتم إخراج النيتروجين النقي المعاد تسخينه كمنتج ويصبح النيتروجين المطلوب للنظام السفلي.
إنتاج النيتروجين المسال:
1. يتم تسييل النيتروجين الذي تم الحصول عليه من خلال الخطوات المذكورة أعلاه تحت ظروف محددة (مثل درجة الحرارة المنخفضة والضغط العالي) لتكوين النيتروجين السائل.
2. يحتوي النيتروجين السائل على نقطة غليان منخفضة للغاية، حوالي -196 درجة مئوية، لذلك يجب تخزينه ونقله في ظروف صارمة.
التخزين والاستقرار:
1. يتم تخزين النيتروجين السائل في حاويات خاصة، والتي عادة ما يكون لها خصائص عزل جيدة لإبطاء معدل تبخر النيتروجين السائل.
2. من الضروري التحقق بانتظام من إحكام حاوية التخزين وكمية النيتروجين السائل لضمان جودة واستقرار النيتروجين السائل.
وقت النشر: ٢٥ مايو ٢٠٢٤