HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Ciekły azot, o wzorze chemicznym N₂, to bezbarwna, bezwonna i nietoksyczna ciecz uzyskiwana w procesie skraplania azotu w procesie głębokiego chłodzenia. Jest szeroko stosowany w badaniach naukowych, medycynie, przemyśle oraz w zamrażaniu żywności ze względu na wyjątkowo niską temperaturę i różnorodne zastosowania. Jak powstaje ciekły azot? Niniejszy artykuł udzieli szczegółowej odpowiedzi na to pytanie, omawiając kilka aspektów: ekstrakcję azotu, metodę głębokiego chłodzenia, proces produkcji ciekłego azotu oraz jego praktyczne zastosowania.

Ekstrakcja azotu

Produkcja ciekłego azotu wymaga pierwszego etapu, jakim jest uzyskanie czystego azotu. Azot jest głównym składnikiem atmosfery ziemskiej, stanowiąc 78% objętości powietrza. Ekstrakcja azotu odbywa się zazwyczaj za pomocą technologii głębokiej separacji zimnego powietrza lub metod adsorpcji zmiennociśnieniowej (PSA). Głęboka separacja zimnego powietrza jest najpowszechniej stosowaną metodą przemysłową. Poprzez sprężanie i chłodzenie powietrza, oddziela ona tlen, azot i inne składniki gazowe w różnych temperaturach. Metoda adsorpcji zmiennociśnieniowej wykorzystuje różne właściwości adsorpcyjne adsorbentów dla różnych gazów, uzyskując azot o wysokiej czystości poprzez cykl adsorpcji i desorpcji. Metody te zapewniają czystość i jakość azotu jako surowca w procesie produkcji ciekłego azotu.

Metoda głębokiej separacji zimnego powietrza

Metoda głębokiej separacji zimnym powietrzem jest jednym z kluczowych etapów produkcji ciekłego azotu. Metoda ta wykorzystuje różne temperatury wrzenia gazów w powietrzu do skraplania i stopniowego odparowywania azotu, tlenu i innych składników gazowych. Temperatura wrzenia azotu wynosi -195,8°C, a tlenu -183°C. Poprzez stopniowe obniżanie temperatury, tlen jest najpierw skraplany i oddzielany od innych gazów, pozostawiając pozostałą część w postaci azotu o wyższej czystości. Następnie azot ten jest schładzany poniżej temperatury wrzenia, aby skroplić go do ciekłego azotu, co jest podstawową zasadą wytwarzania ciekłego azotu.

Proces produkcji ciekłego azotu

Proces produkcji ciekłego azotu obejmuje kilka głównych etapów: najpierw powietrze jest sprężane i oczyszczane w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak woda i dwutlenek węgla; następnie powietrze jest wstępnie schładzane, zazwyczaj do około -100°C, aby poprawić wydajność separacji; następnie przeprowadzana jest separacja na zimno, polegająca na stopniowym schładzaniu gazu do temperatury skraplania azotu, w celu uzyskania ciekłego azotu. W tym procesie wymienniki ciepła i wieże frakcjonujące odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu efektywnego rozdzielenia różnych składników w odpowiednich temperaturach. Na koniec ciekły azot jest przechowywany w specjalnie zaprojektowanych, izolowanych pojemnikach, aby utrzymać jego wyjątkowo niską temperaturę i zapobiec utracie w wyniku parowania.

Wyzwania techniczne w tworzeniu ciekłego azotu

Tworzenie ciekłego azotu wymaga pokonania kilku wyzwań technicznych. Po pierwsze, utrzymanie niskiej temperatury otoczenia, ponieważ temperatura wrzenia ciekłego azotu jest ekstremalnie niska. Podczas procesu skraplania konieczne jest utrzymanie temperatury poniżej -195,8°C, co wymaga wysokowydajnego sprzętu chłodniczego i materiałów izolacyjnych. Po drugie, podczas procesu głębokiego schładzania należy unikać nadmiernej kondensacji tlenu, ponieważ ciekły tlen ma silne właściwości utleniające i stwarza potencjalne zagrożenie bezpieczeństwa. Dlatego w procesie projektowania proces separacji azotu od tlenu musi być precyzyjnie kontrolowany, a odpowiednie materiały muszą być stosowane w celu zapewnienia bezpieczeństwa i stabilności systemu. Ponadto, transport i przechowywanie ciekłego azotu wymagają specjalnie zaprojektowanych naczyń Dewara, aby zapobiec wzrostowi temperatury i utracie ciekłego azotu w wyniku parowania.

Rzeczywiste zastosowania ciekłego azotu

Niskotemperaturowe właściwości ciekłego azotu sprawiają, że znajduje on szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach. W medycynie ciekły azot jest wykorzystywany w kriochirurgii i konserwacji tkanek, na przykład do zamrażania zmian skórnych i konserwacji próbek biologicznych. W przemyśle spożywczym ciekły azot jest używany do szybkiego zamrażania żywności, ponieważ jego ultraniska temperatura pozwala na szybkie zamrożenie żywności, redukując uszkodzenia struktury komórkowej, a tym samym zachowując pierwotny smak i wartości odżywcze żywności. W dziedzinie badań ciekły azot jest szeroko stosowany w badaniach nad nadprzewodnictwem, eksperymentach fizyki niskotemperaturowej itp., zapewniając ekstremalnie niskie temperatury w środowisku doświadczalnym. Ponadto, w produkcji przemysłowej ciekły azot jest stosowany w obróbce metali, obróbce cieplnej oraz jako gaz obojętny, zapobiegając zachodzeniu niektórych reakcji chemicznych. Wnioski

Proces wytwarzania ciekłego azotu to złożony proces fizyczny, realizowany głównie za pomocą metod głębokiej separacji zimnego powietrza oraz technologii skraplania. Niska temperatura ciekłego azotu sprawia, że ​​odgrywa on znaczącą rolę w różnych dziedzinach, takich jak przemysł, medycyna i badania naukowe. Od wydobycia azotu, przez głębokie skraplanie na zimno, aż po jego zastosowanie, każdy etap demonstruje potencjał zaawansowanych technologii chłodzenia i separacji. W praktyce technicy muszą również stale optymalizować proces produkcyjny, aby zmniejszyć zużycie energii i zwiększyć wydajność produkcji ciekłego azotu.

Jesteśmy producentem i eksporterem urządzeń do separacji powietrza. Chcesz dowiedzieć się o nas więcej:

Osoba kontaktowa: Anna

Tel./Whatsapp/Wechat: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com