Met die vooruitgang van wetenskap en tegnologie en die ontwikkeling van ekonomie, brei die toepassingsomvang van stikstof dag vir dag uit en het dit in baie nywerheidsektore en daaglikse lewe deurgedring.
Stikstofproduksievervaardigers - China Stikstofproduksiefabriek en verskaffers (xinfatools.com)
Stikstof is die hoofkomponent van lug, wat ongeveer 78% van lug uitmaak. Elementêre stikstof N2 is 'n kleurlose en reuklose gas onder normale toestande. Die gasdigtheid onder standaardtoestand is 1,25 g/L. Die smeltpunt is -210 ℃ en die kookpunt is -196 ℃. Vloeibare stikstof is 'n lae-temperatuur koelmiddel (-196 ℃).
Vandag sal ons verskeie hoofmetodes bekendstel vir die vervaardiging van stikstof by die huis en in die buiteland.
Daar is drie algemene industriële-skaal stikstof produksie metodes: kriogeniese lug skeiding stikstof produksie, druk swaai adsorpsie stikstof produksie, en membraan skeiding stikstof produksie.
Eerstens: Kriogeniese lugskeiding stikstofproduksiemetode
Kriogeniese lugskeiding stikstofproduksie is 'n tradisionele stikstofproduksiemetode met 'n geskiedenis van byna etlike dekades. Dit gebruik lug as grondstof, druk dit saam en suiwer dit, en gebruik dan hitte-uitruiling om die lug in vloeibare lug te vervloei. Vloeibare lug is hoofsaaklik 'n mengsel van vloeibare suurstof en vloeibare stikstof. Die verskillende kookpunte van vloeibare suurstof en vloeibare stikstof word gebruik om hulle te skei deur die distillasie van vloeibare lug om stikstof te verkry.
Voordele: groot gasproduksie en hoë suiwerheid van produkstikstof. Kriogeniese stikstofproduksie kan nie net stikstof produseer nie, maar ook vloeibare stikstof, wat aan die prosesvereistes van vloeibare stikstof voldoen en in vloeibare stikstofopgaartenks geberg kan word. Wanneer daar 'n intermitterende stikstoflading of 'n geringe herstel van die lugskeidingstoerusting is, gaan die vloeibare stikstof in die opgaartenk die verdamper binne en word verhit, en dan na die produkstikstofpyplyn gestuur om aan die stikstofaanvraag van die proseseenheid te voldoen. Die bedryfsiklus van kriogeniese stikstofproduksie (met verwysing na die interval tussen twee groot verhittings) is oor die algemeen meer as 1 jaar, dus word kriogeniese stikstofproduksie oor die algemeen nie as 'n bystand beskou nie.
Nadele: Kriogeniese stikstofproduksie kan stikstof produseer met 'n suiwerheid van ≧99,999%, maar die suiwerheid van stikstof word beperk deur stikstoflading, aantal bakkies, skinkborddoeltreffendheid en suurstofsuiwerheid in vloeibare lug, en die verstelbereik is baie klein. Daarom, vir 'n stel kriogene stikstofproduksietoerusting, is die produksuiwerheid basies seker en ongerieflik om aan te pas. Aangesien die kriogene metode teen uiters lae temperature uitgevoer word, moet die toerusting 'n voorverkoeling aanskakelproses hê voordat dit in normale werking gestel word. Die aanskakeltyd, dit wil sê die tyd vanaf die aanvang van die uitbreider tot die tyd wanneer die stikstofsuiwerheid die vereiste bereik, is oor die algemeen nie minder nie as 12 uur; voordat die toerusting die opknapping binnegaan, moet dit 'n tydperk van verhitting en ontdooityd hê, gewoonlik 24 uur. Daarom moet die kryogeniese stikstofproduksietoerusting nie gereeld begin en gestop word nie, en dit is raadsaam om vir 'n lang tyd aaneenlopend te werk.
Daarbenewens is die kriogene proses kompleks, beslaan 'n groot gebied, het hoë infrastruktuurkoste, vereis spesiale instandhoudingskragte, het 'n groot aantal operateurs, en produseer gas stadig (18 tot 24 uur). Dit is geskik vir grootskaalse industriële stikstofproduksie.
Tweedens: Drukswaai-adsorpsie (PSA) stikstofproduksiemetode
Pressure Swing Adsorption (PSA) gasskeidingstegnologie is 'n belangrike tak van nie-kriogeniese gasskeidingstegnologie. Dit is die resultaat van mense se langtermynpogings om 'n eenvoudiger lugskeidingsmetode as die kriogene metode te vind.
In die 1970's het die Wes-Duitse Essen-mynmaatskappy suksesvol koolstofmolekulêre siwwe ontwikkel, wat die weg gebaan het vir die industrialisering van PSA lugskeiding stikstofproduksie. Oor die afgelope 30 jaar het hierdie tegnologie vinnig ontwikkel en volwasse geword. Dit het 'n sterk mededinger geword van kryogeniese lugskeiding op die gebied van klein en mediumgrootte stikstofproduksie.
Druk swaai adsorpsie stikstof produksie gebruik lug as grondstof en koolstof molekulêre sif as adsorbent. Dit gebruik die kenmerke van koolstofmolekulêre sif se selektiewe adsorpsie van suurstof en stikstof in die lug, en gebruik die beginsel van drukswaai-adsorpsie (drukadsorpsie, drukverlagingsdesorpsie en molekulêre sif-regenerasie) om suurstof en stikstof by kamertemperatuur te skei om stikstof te produseer.
In vergelyking met kriogene lugskeiding stikstof produksie, druk swaai adsorpsie stikstof produksie het aansienlike voordele: adsorpsie skeiding word uitgevoer by kamertemperatuur, die proses is eenvoudig, die toerusting is kompak, die voetspoor is klein, dit is maklik om te begin en te stop, dit begin vinnig, die gasproduksie is vinnig (gewoonlik ongeveer 30 minute), die energieverbruik is klein, die bedryfskoste is laag, die mate van outomatisering is hoog, die werking en instandhouding is gerieflik, die gly-installasie is gerieflik, geen spesiale fondasie nie vereis word, kan die stikstofsuiwerheid van die produk binne 'n sekere reeks aangepas word, en die stikstofproduksie is ≤3000Nm3/h. Daarom is druk swaai adsorpsie stikstof produksie veral geskik vir intermitterende werking.
Maar tot dusver kan binnelandse en buitelandse eweknieë slegs stikstof produseer met 'n suiwerheid van 99.9% (dws O2≤0.1%) deur gebruik te maak van PSA stikstofproduksietegnologie. Sommige maatskappye kan 99,99% suiwer stikstof (O2≤0,01%) produseer. Hoër suiwerheid is moontlik vanuit die perspektief van PSA stikstofproduksietegnologie, maar die produksiekoste is te hoog en gebruikers sal dit waarskynlik nie aanvaar nie. Daarom moet die gebruik van PSA-stikstofproduksietegnologie om hoësuiwer stikstof te produseer ook 'n na-stadium suiweringstoestel byvoeg.
Stikstofsuiweringsmetode (industriële skaal)
(1) Hidrogenasie deoksigenasie metode.
Onder die werking van 'n katalisator reageer die oorblywende suurstof in die stikstof met die bygevoegde waterstof om water te produseer, en die reaksieformule is: 2H2 + O2 = 2H2O. Dan word die water verwyder deur 'n hoëdruk stikstof kompressor booster, en die hoë suiwer stikstof met die volgende hoofkomponente word verkry deur nadroog: N2≥99.999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10,7×10-6. Die koste van stikstofproduksie is ongeveer 0,5 yuan/m3.
(2) Hidrogenerings- en deoksigeneringsmetode.
Hierdie metode word in drie fases verdeel: die eerste fase is hidrogenering en deoksigenering, die tweede fase is dehidrogenering, en die derde fase is waterverwydering. Hoë-suiwer stikstof met die volgende samestelling word verkry: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6. Die koste van stikstofproduksie is ongeveer 0,6 yuan/m3.
(3) Koolstofdeoksigeneringsmetode.
Onder die werking van koolstofgesteunde katalisator (by 'n sekere temperatuur), reageer die oorblywende suurstof in gewone stikstof met die koolstof wat deur die katalisator self verskaf word om CO2 op te wek. Reaksieformule: C + O2 = CO2. Na die daaropvolgende stadium van verwydering van CO2 en H2O, word hoë-suiwer stikstof met die volgende samestelling verkry: N2 ≥ 99,999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10,7 × 10-6. Die koste van stikstofproduksie is ongeveer 0,6 yuan/m3.
Derde: Membraanskeiding en lugskeiding stikstofproduksie
Membraanskeiding en lugskeiding stikstofproduksie is ook 'n nuwe tak van nie-kriogeniese stikstofproduksietegnologie. Dit is 'n nuwe stikstofproduksiemetode wat in die 1980's vinnig in die buiteland ontwikkel het. Dit is die afgelope jaar in China bevorder en toegepas.
Membraanskeiding stikstofproduksie gebruik lug as grondstof. Onder 'n sekere druk gebruik dit die verskillende permeasietempo's van suurstof en stikstof in die holveselmembraan om suurstof en stikstof te skei om stikstof te produseer. In vergelyking met die bogenoemde twee stikstofproduksiemetodes, het dit die kenmerke van eenvoudiger toerustingstruktuur, kleiner volume, geen skakelklep, eenvoudiger werking en instandhouding, vinniger gasproduksie (binne 3 minute) en geriefliker kapasiteitsuitbreiding.
Holveselmembrane het egter strenger vereistes ten opsigte van die skoonheid van saamgeperste lug. Die membrane is geneig tot veroudering en mislukking, en is moeilik om te herstel. Nuwe membrane moet vervang word.
Membraanskeiding stikstofproduksie is meer geskik vir klein en mediumgrootte gebruikers met stikstofsuiwerheidsvereistes van ≤98%, en het tans die beste funksie-prysverhouding; wanneer die stikstofsuiwerheid hoër as 98% vereis word, is dit ongeveer 30% hoër as die druk swaai adsorpsie stikstof produksie toestel van dieselfde spesifikasie. Daarom, wanneer hoë-suiwer stikstof geproduseer word deur membraanskeiding stikstofproduksie en stikstofsuiweringstoestelle te kombineer, is die suiwerheid van algemene stikstof oor die algemeen 98%, wat die produksiekoste en bedryfskoste van die suiweringstoestel sal verhoog.
Pos tyd: Jul-24-2024
