В современном промышленном мире жидкий азот является не просто холодной жидкостью. Он служит ключевым инструментом в таких областях, как металлообработка, электроника, химическое производство и хранение продуктов питания. Поскольку компании все больше полагаются на надежные установки для получения азота, знание того, как жидкий азот получают из газа, имеет большое значение. Эти знания помогают принимать разумные решения в отношении технологий. Они также позволяют людям лучше проверять поставщиков.
Роль разделения воздуха в производстве
Основой производства жидкого азота является криогенное разделение воздуха. Этот подход использует различия в температурах кипения компонентов атмосферного воздуха для извлечения азота с высокой степенью чистоты. В DINAK мы сосредоточены на предоставлении газовых решений для промышленности, основанных на этой идее. Крупное оборудование для разделения воздуха работает эффективно, поскольку использует разницу в температурах кипения компонентов воздуха. Наши установки включают в себя такие ключевые этапы, как сжатие воздуха, его очистка, дистилляция и превращение в жидкость. Эти этапы приводят к стабильным, растущим и энергосберегающим результатам для важных производственных задач.
Основы разделения воздуха
Воздух вокруг нас в основном состоит из азота (78 %) и кислорода (21 %). Остальную часть составляют аргон и небольшие количества других газов. Чтобы получить жидкий азот, нам нужно разделить эту смесь. Процесс начинается с охлаждения воздуха до очень низких температур. При таких температурах компоненты могут разделяться в зависимости от их особых температур кипения. Когда воздух достигает точки, в которой он превращается в жидкость, он поступает в двухколонную криогенную дистилляционную систему, состоящую из колонны высокого давления и колонны низкого давления. Там азот, кислород и аргон разделяются один за другим под тщательным контролем температуры и давления. Азот имеет самую низкую температуру кипения (-196 °C) среди основных компонентов воздуха. Поэтому он поднимается к верху колонны и извлекается в виде газа. Таким образом формируется основная опора для наших крупномасштабных систем ASU в DINAK.
Ключевые компоненты воздухоразделительных установок DINAK
Главный воздушный компрессор и система предварительной обработки
Любой процесс разделения воздуха начинается с его сжатия. Затем, после сжатия, воздух поступает в систему очистки при комнатной температуре с молекулярными ситами. Это позволяет полностью удалить примеси, такие как вода, CO2 и следы масла. Такая очистка важна, поскольку она предотвращает образование льда и засорение холодных частей в дальнейшем.
Системы теплообменников
Очищенный воздух затем поступает в теплообменник для первоначального охлаждения. Он обменивается теплом с возвращающимся холодным газом в основном теплообменнике. После этого базового охлаждения он поступает в установку фракционирующей колонны. Наши системы используют цикл, в котором поступающий теплый воздух обменивается теплом с холодными потоками, такими как азот и кислород. Этот метод значительно повышает эффективность использования энергии и сокращает эксплуатационные расходы.
Дистилляционные колонны (высокого и низкого давления)
Охлажденный воздух поступает в двухколонную криогенную дистилляционную систему. Колонна высокого давления отделяет жидкость с высоким содержанием кислорода от азотного газа. Затем колонна низкого давления очищает азот до очень высокого уровня, подходящего для превращения в жидкость. Мы строим эти колонны с учетом оптимального потока массы и тепла. Это обеспечивает стабильное разделение даже при изменении нагрузки.
Процесс сжижения жидкого азота
Точка извлечения очищенного азота
После завершения разделения чистый азот выходит из верхней части колонны низкого давления. Благодаря технологии криогенного разделения воздуха мы получаем высокочистый азот с содержанием кислорода ≤2 ppm. Он выходит стабильно и без перерывов. Этот газ становится основой для этапа сжижения.
Переохлаждение с помощью холодильной камеры
Метод сжижения DINAK использует холодильную камеру, которая дополнительно охлаждает чистый газообразный азот. Азот поступает в теплообменники нашей холодильной камеры. Там он обменивается теплом с более холодными потоками, такими как расширенный воздух или остаточный газообразный азот. Это снижает температуру до -196 °C.
Заключительный этап сжижения
Для завершения перехода в жидкое состояние наши системы используют цикл, приводимый в действие турбодетандром для охлаждения. Усилительная турбина-детандер обеспечивает необходимую мощность охлаждения установки. Она обеспечивает требуемую холодопроизводительность и рекуперацию холодной энергии, поддерживая стабильную работу системы при низких температурах. На этом этапе газообразный азот переходит в жидкий азот. Теперь он готов к использованию в дальнейшем или хранению.
Важность в промышленных цепочках поставок
Стабильность и масштабируемость с системами DINAK
DINAK обладает более чем 20-летним опытом в области строительства. Мы усердно работали над технологиями обработки, сепарации и сжижения газа. Наши системы Full Liquid ASU соответствуют потребностям в жидком выходе. Полностью жидкая установка разделения воздуха является лучшим криогенным инструментом для разделения воздуха, созданным специально для жидкого кислорода (LOX), жидкого азота (LIN) и жидкого аргона (LAR). Клиенты могут настраивать эти установки как строительные блоки в соответствии со своими меняющимися рабочими потребностями.
Обеспечение чистоты и контроля процессов
Наши интеллектуальные системы управления контролируют все в режиме реального времени. Это позволяет поддерживать все результаты в рамках строгих отраслевых норм. Вся система связывает между собой основные компоненты. К ним относятся воздушный компрессор, система предварительного охлаждения, система очистки молекулярным ситом, колонна фракционирования, система азотного пресса и интеллектуальная система управления. Автоматические функции обеспечивают стабильную работу с минимальным вмешательством человека. Это жизненно важно для непрерывной работы завода.
Интеграция с конечными приложениями
Системы DINAK легко интегрируются с последующими приложениями, такими как холодильные линии в пищевой промышленности или безопасные газовые покрытия на химических предприятиях. Жидкий азот помогает очищать трубы, защищать материалы и обеспечивать безопасность при работе с химическими веществами. Наши криогенные вакуумные резервуары для хранения жидкости обеспечивают безопасный и бесперебойный поток продукта между различными местами. Пространство между внутренним и внешним резервуарами заполнено расширенным перлитом. Оно подвергается высокому вакууму, что значительно сокращает поступление тепла от прохождения, течения и излучения.
Заключение
Жидкий азот играет важную роль в современных заводах. Он способствует точному управлению теплом в производстве электроники и быстрому охлаждению при транспортировке продуктов питания. В компании DINAK мы используем мощные методы криогенного разделения воздуха для производства чистого жидкого азота. Эти методы включают в себя прессование, очистку, теплообмен, дистилляцию, дополнительное охлаждение и, наконец, сжижение. Благодаря нашим крупномасштабным установкам ASU, установкам Full Liquid ASU и криогенным хранилищам заводы получают постоянные поставки, которые отличаются чистотой, эффективным использованием энергии и возможностью расширения. Знание этого производственного процесса помогает покупателям на заводах делать разумный выбор. Они могут лучше оценивать поставщиков или планировать расходы на строительство.
Часто задаваемые вопросы
В: Как криогенное разделение воздуха обеспечивает чистоту жидкого азота?
О: Процесс включает в себя многоступенчатую дистилляцию в контролируемых условиях давления и температуры, которые используют разницу в температурах кипения; системы DINAK производят азот с чистотой ≤2ppm O₂.
В: Что делает полностью жидкую установку ASU DINAK подходящей для промышленного снабжения?
О: Полностью жидкая установка разделения воздуха специально разработана для производства LOX, LIN и LAR с гибкими режимами производства для различных требований клиентов.
В: Как DINAK повышает энергоэффективность при сжижении?
О: Усилитель турбинного расширителя обеспечивает необходимую охлаждающую способность системы, а регенеративные теплообменники восстанавливают холодную энергию из потоков продукта.
В: Могут ли системы DINAK справляться с растущим спросом с течением времени?
О: Да! Наша модульная конструкция позволяет легко масштабировать мощность без ущерба для стабильности работы.
