Илим менен техниканын прогресси жана экономиканын өнүгүшү менен азоттун колдонуу чөйрөсү күндөн-күнгө кеңейип, көптөгөн өнөр жай тармактарына жана күнүмдүк жашоого кирип кетти.
Азот өндүрүүчүлөр - Кытай азот өндүрүү фабрикасы жана камсыздоочулар (xinfatools.com)
Азот абанын негизги компоненти болуп саналат, абанын 78%ке жакынын түзөт. Элементтик азот N2 кадимки шарттарда түссүз жана жытсыз газ. Стандарттык абалда газдын тыгыздыгы 1,25 г/л. Эрүү температурасы -210 ℃ жана кайноо температурасы -196 ℃. Суюк азот төмөнкү температурадагы муздаткыч (-196℃).
Бүгүн биз үйдө жана чет өлкөлөрдө азот өндүрүү үчүн бир нече негизги ыкмалары менен тааныштырат.
Үч жалпы өнөр жай масштабында азот өндүрүү ыкмалары бар: криогендик аба бөлүү азот өндүрүү, басым селкинчек адсорбция азот өндүрүү жана мембрана бөлүп азот өндүрүү.
Биринчи: Cryogenic аба бөлүү азот өндүрүү ыкмасы
Криогендик аба бөлүү азот өндүрүшү дээрлик бир нече ондогон жылдарга созулган азот өндүрүүнүн салттуу ыкмасы болуп саналат. Ал чийки зат катары абаны колдонот, аны кысып, тазалайт, андан кийин абаны суюктукка айландыруу үчүн жылуулук алмашууну колдонот. Суюк аба негизинен суюк кычкылтек менен суюк азоттун аралашмасы. Суюк кычкылтек менен суюк азоттун ар кандай кайноо чекиттери азот алуу үчүн суюк абаны дистилляциялоо аркылуу аларды бөлүп алуу үчүн колдонулат.
Артыкчылыктары: чоң газ өндүрүү жана продукт азотунун жогорку тазалыгы. Криогендик азот өндүрүү азотту гана эмес, суюк азоттун процесстик талаптарына жооп берген суюк азотту да өндүрө алат жана суюк азотту сактоочу резервуарларда сакталат. Үзгүлтүксүз азот жүктөө болгондо же аба бөлүүчү жабдууларды майда оңдоодо, сактоочу резервуардагы суюк азот бууланткычка түшүп, ысытылат, андан кийин технологиялык блоктун азотко болгон керектөөсүн канааттандыруу үчүн продукту азот түтүгүнө жөнөтүлөт. Криогендик азот өндүрүүнүн операциялык цикли (эки чоң жылытуунун ортосундагы аралыкка карата) жалпысынан 1 жылдан ашык, ошондуктан криогендик азот өндүрүү көбүнчө күтүү режими катары каралбайт.
Кемчиликтери: Криогендик азот өндүрүү ≧99,999% таза азотту чыгара алат, бирок азоттун тазалыгы азоттун жүгү, лотоктордун саны, лотоктун эффективдүүлүгү жана суюк абадагы кычкылтек тазалыгы менен чектелет жана жөнгө салуу диапазону өтө аз. Ошондуктан, криогендик азот өндүрүү үчүн жабдуулардын топтому үчүн, продукт тазалыгы негизинен белгилүү жана жөндөө үчүн ыңгайсыз болуп саналат. Криогендик ыкма өтө төмөн температурада ишке ашырылгандыктан, ал нормалдуу ишке киргизилгенге чейин жабдууларды муздатуудан мурун ишке киргизүү процесси болушу керек. Ишке киргизүү убактысы, башкача айтканда, экспандер башталгандан азоттун тазалыгы талапка жеткенге чейинки убакыт жалпысынан 12 сааттан кем эмес; жабдуулар капиталдык ремонтко киргенге чейин, ал жылытуу жана эрүү мезгили, жалпысынан 24 саат болушу керек. Ошондуктан криогендик азот өндүрүүчү жабдууларды бат-баттан иштетип, токтотуп турууга болбойт жана узак убакыт бою үзгүлтүксүз иштөө максатка ылайыктуу.
Мындан тышкары, криогендик процесс татаал, чоң аянтты ээлейт, инфраструктуралык чыгымдары жогору, атайын тейлөө күчтөрүн талап кылат, операторлор көп, газды жай (18ден 24 саатка чейин) чыгарат. Бул ири өнөр жай азот өндүрүү үчүн ылайыктуу болуп саналат.
Экинчи: Басым селкинчек Adsorption (PSA) азот өндүрүү ыкмасы
Криогендик эмес газды бөлүү технологиясынын маанилүү тармагы - басымдын селкинчек Adsorption (PSA) газ бөлүү технологиясы. Бул адамдардын криогендик ыкмага караганда абаны бөлүп алуунун жөнөкөй ыкмасын табууга болгон узак мөөнөттүү аракетинин натыйжасы.
1970-жылдары Батыш Германиянын Essen Mining компаниясы көмүртектин молекулалык электерин ийгиликтүү иштеп чыгып, PSA абаны бөлүп чыгаруучу азот өндүрүүнү индустриялаштырууга жол ачты. Акыркы 30 жылдын ичинде бул технология тез өнүгүп, жетилген. Бул чакан жана орто азот өндүрүү тармагында криогендик аба бөлүү күчтүү атаандаш болуп калды.
Басым селкинчек адсорбциялык азот өндүрүшү чийки зат катары абаны жана адсорбент катары көмүртектин молекулярдык электерин колдонот. Ал абадагы кычкылтек менен азотту көмүртектин молекулярдык электин тандап адсорбциялоосунун өзгөчөлүктөрүн колдонот жана азотту алуу үчүн бөлмө температурасында кычкылтек менен азотту бөлүп алуу үчүн басымдын өзгөрүлмө адсорбциясы (басымдын адсорбциясы, басымды төмөндөтүүчү десорбция жана молекулярдык электен регенерация) принцибинде колдонот.
Криогендик аба бөлүү азот өндүрүү менен салыштырганда, басым селкинчек адсорбциялык азот өндүрүү олуттуу артыкчылыктарга ээ: адсорбциялык бөлүү бөлмө температурасында жүргүзүлөт, процесс жөнөкөй, жабдуулар компакттуу, изи аз, баштоо жана токтотуу оңой, ал тез башталат, газ өндүрүү тез (негизинен болжол менен 30 мүнөт), энергия керектөө аз, эксплуатациялоо наркы төмөн, автоматташтыруу даражасы жогору, иштетүү жана тейлөө ыңгайлуу, скидка орнотуу ыңгайлуу, атайын негиз жок талап кылынат, продукт азот тазалыгы белгилүү бир диапазондо жөнгө салынышы мүмкүн, жана азот өндүрүү ≤3000Nm3 / ч болуп саналат. Ошондуктан, басым селкинчек адсорбциялык азот өндүрүшү үзгүлтүктүү иштөө үчүн өзгөчө ылайыктуу.
Бирок, азырынча ата мекендик жана чет өлкөлүк кесиптештери PSA азот өндүрүү технологиясын колдонуу менен 99,9% тазалыктагы (б.а. O2≤0,1%) азотту гана өндүрө алышат. Кээ бир компаниялар 99,99% таза азот (O2≤0,01%) өндүрө алат. Жогорку тазалык PSA азот өндүрүү технологиясынын көз карашынан мүмкүн, бирок өндүрүштүн баасы өтө жогору жана колдонуучулар аны кабыл алышпайт. Ошондуктан, жогорку тазалыктагы азот өндүрүү үчүн PSA азот өндүрүү технологиясын колдонуу да пост-этап тазалоо аппаратты кошуу керек.
Азотту тазалоо ыкмасы (өнөр жай масштабында)
(1) Гидрогенация деоксигенация ыкмасы.
Катализатордун таасири астында азоттун курамындагы калдык кычкылтек кошулган суутек менен реакцияга кирип, суу пайда болот жана реакциянын формуласы: 2Н2+О2=2Н2О. Андан кийин суу жогорку басымдагы азот компрессордук күчөткүч менен чыгарылат жана төмөнкү негизги компоненттери бар жогорку тазалыктагы азот кийинки кургатуу жолу менен алынат: N2≥99,999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10,7×10-6. Азот өндүрүүнүн баасы болжол менен 0,5 юань/м3.
(2) Гидрогендөө жана дезоксигенация ыкмасы.
Бул ыкма үч этапка бөлүнөт: биринчи этап - гидрогендөө жана дезоксигенация, экинчи этап - дегидрогендөө, үчүнчү этап - сууну кетирүү. Жогорку тазалыктагы азот төмөнкүдөй составда алынат: N2 ≥ 99,999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10,7 × 10-6. Азот өндүрүүнүн баасы болжол менен 0,6 юань/м3.
(3) Көмүртектин деоксигенация ыкмасы.
Көмүртек менен колдоого алынган катализатордун (белгилүү бир температурада) аракети астында кадимки азоттогу калдык кычкылтек катализатордун өзү берген көмүртек менен реакцияга кирип, СО2 пайда кылат. Реакция формуласы: C + O2 = CO2. СО2 менен Н2Ону жок кылуунун кийинки этабынан кийин төмөнкү курамдагы жогорку тазалыктагы азот алынат: N2 ≥ 99,999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10,7 × 10-6. Азот өндүрүүнүн баасы болжол менен 0,6 юань/м3.
Үчүнчү: Мембраналык бөлүү жана аба бөлүү азот өндүрүү
Мембраналык бөлүү жана аба бөлүү азот өндүрүшү да криогендик эмес азот өндүрүү технологиясынын жаңы тармагы болуп саналат. Бул 1980-жылдары чет өлкөдө тездик менен өнүккөн азот өндүрүүнүн жаңы ыкмасы. Ал акыркы жылдары Кытайда өнүгүп, колдонулуп келет.
Мембраналык азот өндүрүү чийки зат катары абаны колдонот. Белгилүү бир басым астында, ал азотту өндүрүү үчүн кычкылтек менен азотту бөлүп алуу үчүн көңдөй була мембранасындагы кычкылтек менен азоттун ар кандай өтүү ылдамдыгын колдонот. Жогорудагы эки азот өндүрүү ыкмалары менен салыштырганда, ал жөнөкөй жабдуулардын түзүлүшү, аз көлөмү, эч кандай коммутациялык клапан, жөнөкөй иштетүү жана тейлөө, тез газ өндүрүү (3 мүнөт ичинде) жана ыңгайлуу мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтүү өзгөчөлүктөрүнө ээ.
Бирок, көңдөй була мембраналар кысылган абанын тазалыгына катуу талаптарга ээ. Мембраналар картаюуга жана иштен чыгууга жакын, аларды оңдоо кыйын. Жаңы мембраналарды алмаштыруу керек.
Мембраналык бөлүү азот өндүрүү азот тазалыгы талаптары ≤98% менен чакан жана орто колдонуучулар үчүн көбүрөөк ылайыктуу болуп саналат, жана бул учурда мыкты милдети-баа катышы бар; азот тазалыгы 98% дан жогору болушу талап кылынганда, ал ошол эле спецификациядагы басым селкинчек адсорбциялык азот өндүрүү аппаратынан 30% жогору. Ошондуктан, жогорку тазалыктагы азот мембраналык бөлүү азот өндүрүү жана азот тазалоочу түзүлүштөрдү айкалыштыруу менен өндүрүлгөндө, жалпы азоттун тазалыгы жалпысынан 98% ды түзөт, бул тазалоочу аппараттын өндүрүштүк наркын жана иштөө баасын жогорулатат.
Посттун убактысы: 24-июль-2024
