HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Το υγρό άζωτο, με χημικό τύπο N₂, είναι ένα άχρωμο, άοσμο και μη τοξικό υγρό που λαμβάνεται με υγροποίηση του αζώτου μέσω μιας διαδικασίας βαθιάς ψύξης. Χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστημονική έρευνα, την ιατρική, τη βιομηχανία και την κατάψυξη τροφίμων λόγω της εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας και των ποικίλων εφαρμογών του. Πώς σχηματίζεται, λοιπόν, το υγρό άζωτο; Αυτό το άρθρο θα δώσει μια λεπτομερή απάντηση σε αυτό το ερώτημα από διάφορες πτυχές: την εξαγωγή αζώτου, τη μέθοδο διαχωρισμού με αέρα βαθιάς ψύξης, τη διαδικασία παραγωγής υγρού αζώτου και τις πρακτικές εφαρμογές της.

Εκχύλιση αζώτου

Η παραγωγή υγρού αζώτου απαιτεί το πρώτο βήμα της απόκτησης καθαρού αζώτου. Το άζωτο είναι το κύριο συστατικό της ατμόσφαιρας της Γης, αντιπροσωπεύοντας το 78% του όγκου του αέρα. Η εξαγωγή αζώτου γίνεται συνήθως χρησιμοποιώντας τεχνολογία διαχωρισμού βαθέως ψυχρού αέρα ή μεθόδους προσρόφησης με εναλλαγή πίεσης (PSA). Ο διαχωρισμός βαθέως ψυχρού αέρα είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη βιομηχανική μέθοδος. Με τη συμπίεση και την ψύξη του αέρα, διαχωρίζεται το οξυγόνο, το άζωτο και άλλα αέρια συστατικά σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Η μέθοδος προσρόφησης με εναλλαγή πίεσης χρησιμοποιεί τις διαφορετικές ιδιότητες προσρόφησης των προσροφητικών για διαφορετικά αέρια, επιτυγχάνοντας άζωτο υψηλής καθαρότητας μέσω ενός κύκλου προσρόφησης και εκρόφησης. Αυτές οι μέθοδοι διασφαλίζουν την καθαρότητα και την ποιότητα του αζώτου ως πρώτης ύλης για τη διαδικασία παραγωγής υγρού αζώτου.

Μέθοδος διαχωρισμού βαθέος κρύου αέρα

Η μέθοδος διαχωρισμού με βαθύ κρύο αέρα είναι ένα από τα βασικά βήματα στην παραγωγή υγρού αζώτου. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί τα διαφορετικά σημεία βρασμού των αερίων στον αέρα για να υγροποιήσει και να εξατμίσει σταδιακά το άζωτο, το οξυγόνο και άλλα αέρια συστατικά. Το σημείο βρασμού του αζώτου είναι -195,8℃, ενώ του οξυγόνου είναι -183℃. Με σταδιακή μείωση της θερμοκρασίας, το οξυγόνο υγροποιείται πρώτα και διαχωρίζεται από τα άλλα αέρια, αφήνοντας το υπόλοιπο μέρος ως άζωτο υψηλότερης καθαρότητας. Στη συνέχεια, αυτό το άζωτο ψύχεται περαιτέρω κάτω από το σημείο βρασμού του για να υγροποιηθεί σε υγρό άζωτο, που είναι η βασική αρχή του σχηματισμού υγρού αζώτου.

Η διαδικασία παραγωγής υγρού αζώτου

Η διαδικασία παραγωγής υγρού αζώτου περιλαμβάνει πολλά κύρια βήματα: Πρώτον, ο αέρας συμπιέζεται και καθαρίζεται για την απομάκρυνση ακαθαρσιών όπως το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα. Στη συνέχεια, ο αέρας προψύχεται, συνήθως στους -100℃ περίπου για να βελτιωθεί η απόδοση διαχωρισμού. Στη συνέχεια, πραγματοποιείται βαθύς ψυχρός διαχωρισμός, ψύχοντας σταδιακά το αέριο στη θερμοκρασία υγροποίησης του αζώτου για να ληφθεί υγρό αέριο άζωτο. Σε αυτή τη διαδικασία, οι εναλλάκτες θερμότητας και οι πύργοι κλασμάτωσης παίζουν κρίσιμο ρόλο στη διασφάλιση του αποτελεσματικού διαχωρισμού των διαφόρων συστατικών σε κατάλληλες θερμοκρασίες. Τέλος, το υγρό αέριο άζωτο αποθηκεύεται σε ειδικά σχεδιασμένα μονωμένα δοχεία για να διατηρείται η εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία του και να αποτρέπονται οι απώλειες εξάτμισης.

Τεχνικές προκλήσεις στον σχηματισμό υγρού αζώτου

Ο σχηματισμός υγρού αζώτου απαιτεί την υπερνίκηση αρκετών τεχνικών προκλήσεων. Η πρώτη είναι η διατήρηση ενός περιβάλλοντος χαμηλής θερμοκρασίας, καθώς το σημείο βρασμού του υγρού αζώτου είναι εξαιρετικά χαμηλό. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας υγροποίησης, είναι απαραίτητο να διατηρείται θερμοκρασία κάτω από -195,8℃, η οποία απαιτεί εξοπλισμό ψύξης υψηλής απόδοσης και μονωτικά υλικά. Δεύτερον, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας βαθιάς ψύξης, πρέπει να αποφεύγεται η υπερβολική συμπύκνωση οξυγόνου, επειδή το υγρό οξυγόνο έχει ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες και ενέχει πιθανούς κινδύνους για την ασφάλεια. Επομένως, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχεδιασμού, η διαδικασία διαχωρισμού αζώτου-οξυγόνου πρέπει να ελέγχεται με ακρίβεια και πρέπει να χρησιμοποιούνται κατάλληλα υλικά για να διασφαλίζεται η ασφάλεια και η σταθερότητα του συστήματος. Επιπλέον, η μεταφορά και αποθήκευση υγρού αζώτου απαιτούν ειδικά σχεδιασμένες φιάλες Dewar για την πρόληψη της αύξησης της θερμοκρασίας και της απώλειας εξάτμισης του υγρού αζώτου.

Πραγματικές εφαρμογές υγρού αζώτου

Οι ιδιότητες χαμηλής θερμοκρασίας του υγρού αζώτου το καθιστούν ευρέως εφαρμόσιμο σε διάφορους τομείς. Στην ιατρική, το υγρό άζωτο χρησιμοποιείται στην κρυοχειρουργική και τη συντήρηση ιστών, όπως η κατάψυξη δερματικών βλαβών και η διατήρηση βιολογικών δειγμάτων. Στη βιομηχανία τροφίμων, το υγρό άζωτο χρησιμοποιείται για την ταχεία κατάψυξη τροφίμων, καθώς το περιβάλλον εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας μπορεί να καταψύξει γρήγορα τα τρόφιμα, μειώνοντας τη βλάβη στη δομή των κυττάρων και διατηρώντας έτσι την αρχική γεύση και τη θρεπτική αξία των τροφίμων. Στον ερευνητικό τομέα, το υγρό άζωτο χρησιμοποιείται ευρέως στην έρευνα υπεραγωγιμότητας, σε πειράματα φυσικής χαμηλής θερμοκρασίας κ.λπ., παρέχοντας ένα πειραματικό περιβάλλον εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας. Επιπλέον, στη βιομηχανική κατασκευή, το υγρό άζωτο χρησιμοποιείται στην επεξεργασία μετάλλων, στην θερμική επεξεργασία και ως αδρανές αέριο για την πρόληψη ορισμένων χημικών αντιδράσεων. Συμπέρασμα

Η διαδικασία σχηματισμού υγρού αζώτου είναι μια σύνθετη φυσική διεργασία, που επιτυγχάνεται κυρίως μέσω μεθόδων διαχωρισμού σε βαθύ κρύο αέρα και τεχνολογιών υγροποίησης. Η ιδιότητα του υγρού αζώτου σε χαμηλή θερμοκρασία το καθιστά σημαντικό ρόλο σε διάφορους τομείς όπως η βιομηχανία, η ιατρική και η έρευνα. Από την εξαγωγή αερίου αζώτου έως την υγροποίηση σε βαθύ κρύο και τέλος την εφαρμογή της, κάθε βήμα καταδεικνύει τη δύναμη των προηγμένων τεχνολογιών ψύξης και διαχωρισμού. Σε πρακτικές λειτουργίες, οι τεχνικοί πρέπει επίσης να βελτιστοποιούν συνεχώς τη διαδικασία παραγωγής για να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας και να βελτιώσουν την αποδοτικότητα της παραγωγής υγρού αζώτου.

Είμαστε κατασκευαστής και εξαγωγέας μονάδων διαχωρισμού αέρα. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για εμάς:

Υπεύθυνος επικοινωνίας: Άννα

Τηλ./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com