विज्ञान र प्रविधिको प्रगति र अर्थव्यवस्थाको विकासको साथ, नाइट्रोजनको प्रयोगको दायरा दिन प्रतिदिन विस्तार हुँदैछ, र धेरै औद्योगिक क्षेत्रहरू र दैनिक जीवनमा प्रवेश गरेको छ।
नाइट्रोजन उत्पादन उत्पादकहरू - चीन नाइट्रोजन उत्पादन कारखाना र आपूर्तिकर्ता (xinfatools.com)
नाइट्रोजन हावाको मुख्य भाग हो, लगभग 78% हावाको लागि लेखांकन। एलिमेन्टल नाइट्रोजन N2 सामान्य अवस्थामा रंगहीन र गन्धहीन ग्यास हो। मानक राज्य अन्तर्गत ग्यास घनत्व 1.25 g/L छ। पिघलने बिन्दु -210 ℃ र उम्लने बिन्दु -196 ℃ हो। तरल नाइट्रोजन एक कम-तापमान फ्रिज (-196 ℃) हो।
आज हामी स्वदेश र विदेशमा नाइट्रोजन उत्पादन गर्ने मुख्य विधिहरू प्रस्तुत गर्नेछौं।
त्यहाँ तीन सामान्य औद्योगिक-स्केल नाइट्रोजन उत्पादन विधिहरू छन्: क्रायोजेनिक वायु विभाजन नाइट्रोजन उत्पादन, दबाब स्विंग सोखन नाइट्रोजन उत्पादन, र झिल्ली विभाजन नाइट्रोजन उत्पादन।
पहिलो: क्रायोजेनिक हावा विभाजन नाइट्रोजन उत्पादन विधि
क्रायोजेनिक हावा पृथकीकरण नाइट्रोजन उत्पादन लगभग धेरै दशक को इतिहास संग एक परम्परागत नाइट्रोजन उत्पादन विधि हो। यसले हावालाई कच्चा मालको रूपमा प्रयोग गर्दछ, यसलाई कम्प्रेस र शुद्ध गर्दछ, र त्यसपछि हावालाई तरल हावामा तरल गर्न ताप विनिमय प्रयोग गर्दछ। तरल हावा मुख्यतया तरल अक्सिजन र तरल नाइट्रोजनको मिश्रण हो। तरल अक्सिजन र तरल नाइट्रोजनको विभिन्न उम्लने बिन्दुहरू नाइट्रोजन प्राप्त गर्न तरल हावाको आसवन मार्फत तिनीहरूलाई अलग गर्न प्रयोग गरिन्छ।
फाइदाहरू: ठूलो ग्याँस उत्पादन र उत्पादन नाइट्रोजन को उच्च शुद्धता। क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादनले नाइट्रोजन मात्र होइन तरल नाइट्रोजन पनि उत्पादन गर्न सक्छ, जसले तरल नाइट्रोजनको प्रक्रिया आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ र तरल नाइट्रोजन भण्डारण ट्याks्कहरूमा भण्डारण गर्न सकिन्छ। जब बीचमा नाइट्रोजन लोड हुन्छ वा हावा अलग गर्ने उपकरणको सानो मर्मत हुन्छ, भण्डारण ट्याङ्कीमा तरल नाइट्रोजन वापोराइजरमा प्रवेश गर्दछ र तताइन्छ, र त्यसपछि प्रक्रिया इकाईको नाइट्रोजन माग पूरा गर्न उत्पादन नाइट्रोजन पाइपलाइनमा पठाइन्छ। क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादनको सञ्चालन चक्र (दुई ठूला तताउने बीचको अन्तराललाई जनाउँदै) सामान्यतया 1 वर्ष भन्दा बढी हुन्छ, त्यसैले क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादनलाई सामान्यतया स्ट्यान्डबाइको रूपमा लिइँदैन।
हानि: क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादनले ≧99.999% को शुद्धता संग नाइट्रोजन उत्पादन गर्न सक्छ, तर नाइट्रोजन को शुद्धता नाइट्रोजन लोड, ट्रे को संख्या, ट्रे दक्षता र तरल हावा मा अक्सिजन शुद्धता द्वारा सीमित छ, र समायोजन दायरा धेरै सानो छ। त्यसकारण, क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादन उपकरणको सेटको लागि, उत्पादन शुद्धता मूलतया निश्चित र समायोजन गर्न असुविधाजनक छ। क्रायोजेनिक विधि अत्यन्त कम तापक्रममा सञ्चालन हुने भएकोले, उपकरणलाई सामान्य सञ्चालनमा राख्नु अघि प्रि-कूलिङ स्टार्ट-अप प्रक्रिया हुनुपर्छ। स्टार्ट-अप समय, अर्थात्, विस्तारकको सुरुदेखि नाइट्रोजन शुद्धता आवश्यकतामा पुग्ने समय, सामान्यतया १२ घण्टा भन्दा कम हुँदैन; उपकरण ओभरहालमा प्रवेश गर्नु अघि, यसमा तताउने र पग्लने समयको अवधि हुनुपर्छ, सामान्यतया 24 घण्टा। तसर्थ, क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादन उपकरणहरू बारम्बार सुरु र बन्द गर्नु हुँदैन, र यो लामो समयसम्म निरन्तर सञ्चालन गर्न सल्लाह दिइन्छ।
थप रूपमा, क्रायोजेनिक प्रक्रिया जटिल छ, ठूलो क्षेत्र ओगटेको छ, उच्च पूर्वाधार लागत छ, विशेष मर्मत बल चाहिन्छ, धेरै संख्यामा अपरेटरहरू छन्, र बिस्तारै (18 देखि 24 घण्टा) ग्यास उत्पादन गर्दछ। यो ठूलो मात्रामा औद्योगिक नाइट्रोजन उत्पादनको लागि उपयुक्त छ।
दोस्रो: प्रेशर स्विङ सोस्र्पसन (PSA) नाइट्रोजन उत्पादन विधि
प्रेसर स्विङ एड्सोर्पशन (PSA) ग्यास सेपरेसन टेक्नोलोजी गैर-क्रायोजेनिक ग्यास सेपरेसन टेक्नोलोजीको महत्त्वपूर्ण शाखा हो। यो क्रायोजेनिक विधि भन्दा एक सरल हावा पृथक विधि पत्ता लगाउन मानिसहरूको दीर्घकालीन प्रयासको परिणाम हो।
1970 को दशकमा, पश्चिम जर्मन एसेन खनन कम्पनीले सफलतापूर्वक कार्बन आणविक sieves को विकास गर्यो, PSA वायु विभाजन नाइट्रोजन उत्पादन को औद्योगिकीकरण को लागी मार्ग प्रशस्त गर्यो। विगत 30 वर्षहरूमा, यो प्रविधि द्रुत रूपमा विकसित र परिपक्व भएको छ। यो सानो र मध्यम आकारको नाइट्रोजन उत्पादनको क्षेत्रमा क्रायोजेनिक वायु विभाजनको बलियो प्रतिस्पर्धी भएको छ।
दबाब स्विङ सोखन नाइट्रोजन उत्पादनले कच्चा मालको रूपमा हावा र कार्बन आणविक चलनीलाई शोषकको रूपमा प्रयोग गर्दछ। यसले हावामा अक्सिजन र नाइट्रोजनको कार्बन आणविक चलनीको चयनात्मक सोखनको विशेषताहरू प्रयोग गर्दछ, र कोठाको तापक्रममा अक्सिजन र नाइट्रोजनलाई अलग गर्न दबाव स्विङ सोखन (दबाव शोषण, दबाव घटाउने desorption र आणविक चलनी पुन: निर्माण) को सिद्धान्त प्रयोग गर्दछ।
क्रायोजेनिक हावा विभाजन नाइट्रोजन उत्पादनको तुलनामा, दबाब स्विंग सोखन नाइट्रोजन उत्पादनको महत्त्वपूर्ण फाइदाहरू छन्: सोखन विभाजन कोठाको तापक्रममा गरिन्छ, प्रक्रिया सरल छ, उपकरण कम्प्याक्ट छ, पदचिह्न सानो छ, यो सुरु गर्न र रोक्न सजिलो छ, यो। छिटो सुरु हुन्छ, ग्यास उत्पादन छिटो हुन्छ (सामान्यतया लगभग 30 मिनेट), ऊर्जा खपत सानो छ, सञ्चालन लागत कम छ, स्वचालन को डिग्री उच्च छ, सञ्चालन र मर्मतसम्भार सुविधाजनक छ, स्किड स्थापना सुविधाजनक छ, कुनै विशेष आधार छैन। आवश्यक छ, उत्पादन नाइट्रोजन शुद्धता एक निश्चित दायरा भित्र समायोजित गर्न सकिन्छ, र नाइट्रोजन उत्पादन ≤3000Nm3/h छ। तसर्थ, दबाब स्विङ सोखना नाइट्रोजन उत्पादन आंतरायिक सञ्चालनको लागि विशेष गरी उपयुक्त छ।
यद्यपि, हालसम्म, स्वदेशी र विदेशी समकक्षहरूले PSA नाइट्रोजन उत्पादन प्रविधि प्रयोग गरेर 99.9% (अर्थात O2≤0.1%) को शुद्धतामा मात्र नाइट्रोजन उत्पादन गर्न सक्छन्। केही कम्पनीहरूले 99.99% शुद्ध नाइट्रोजन (O2≤0.01%) उत्पादन गर्न सक्छन्। PSA नाइट्रोजन उत्पादन प्रविधिको परिप्रेक्ष्यमा उच्च शुद्धता सम्भव छ, तर उत्पादन लागत धेरै उच्च छ र प्रयोगकर्ताहरूले यसलाई स्वीकार गर्ने सम्भावना छैन। त्यसकारण, उच्च शुद्धता नाइट्रोजन उत्पादन गर्न PSA नाइट्रोजन उत्पादन प्रविधिको प्रयोगले पोस्ट-स्टेज शुद्धिकरण उपकरण पनि थप्नु पर्छ।
नाइट्रोजन शुद्धिकरण विधि (औद्योगिक स्तर)
(1) हाइड्रोजनेशन डिअक्सिजन विधि।
उत्प्रेरकको कार्य अन्तर्गत, नाइट्रोजनमा रहेको अवशिष्ट अक्सिजनले पानी उत्पादन गर्न थपिएको हाइड्रोजनसँग प्रतिक्रिया गर्दछ, र प्रतिक्रिया सूत्र हो: 2H2 + O2 = 2H2O। त्यसपछि, पानीलाई उच्च-चापको नाइट्रोजन कम्प्रेसर बूस्टरद्वारा हटाइन्छ, र निम्न मुख्य घटकहरू भएको उच्च-शुद्धता नाइट्रोजन पोस्ट-सुकाएर प्राप्त गरिन्छ: N2≥99.999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10.7×10-6। नाइट्रोजन उत्पादन लागत लगभग 0.5 युआन / m3 छ।
(2) हाइड्रोजनेशन र डिअक्सिजन विधि।
यो विधिलाई तीन चरणमा विभाजन गरिएको छ: पहिलो चरण हाइड्रोजनेशन र डिअक्सिजनेशन, दोस्रो चरण डिहाइड्रोजनेशन र तेस्रो चरण पानी हटाउने हो। निम्न संरचनाको साथ उच्च शुद्धता नाइट्रोजन प्राप्त हुन्छ: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6। नाइट्रोजन उत्पादन लागत लगभग 0.6 युआन / m3 छ।
(3) कार्बन डिअक्सिजन विधि।
कार्बन-समर्थित उत्प्रेरकको कार्य अन्तर्गत (एक निश्चित तापक्रममा), साधारण नाइट्रोजनमा रहेको अवशिष्ट अक्सिजनले उत्प्रेरकले नै CO2 उत्पन्न गर्न प्रदान गरेको कार्बनसँग प्रतिक्रिया गर्दछ। प्रतिक्रिया सूत्र: C + O2 = CO2। CO2 र H2O हटाउने अर्को चरण पछि, निम्न संरचनाको साथ उच्च शुद्धता नाइट्रोजन प्राप्त हुन्छ: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10. नाइट्रोजन उत्पादन लागत लगभग 0.6 युआन / m3 छ।
तेस्रो: झिल्ली विभाजन र हावा विभाजन नाइट्रोजन उत्पादन
झिल्ली विभाजन र हावा विभाजन नाइट्रोजन उत्पादन पनि गैर-क्रायोजेनिक नाइट्रोजन उत्पादन प्रविधिको नयाँ शाखा हो। यो एक नयाँ नाइट्रोजन उत्पादन विधि हो जुन 1980 को दशकमा विदेशमा द्रुत रूपमा विकसित भयो। यसलाई हालैका वर्षहरूमा चीनमा प्रवर्द्धन र लागू गरिएको छ।
झिल्ली विभाजन नाइट्रोजन उत्पादन कच्चा माल रूपमा हावा प्रयोग गर्दछ। एक निश्चित दबाब अन्तर्गत, यसले नाइट्रोजन उत्पादन गर्न अक्सिजन र नाइट्रोजनलाई अलग गर्न खोक्रो फाइबर झिल्लीमा अक्सिजन र नाइट्रोजनको विभिन्न पारगम्य दरहरू प्रयोग गर्दछ। माथिका दुई नाइट्रोजन उत्पादन विधिहरूसँग तुलना गर्दा, यसमा सरल उपकरण संरचना, सानो भोल्युम, कुनै स्विचिङ भल्भ, सरल सञ्चालन र मर्मत, छिटो ग्यास उत्पादन (3 मिनेट भित्र), र अधिक सुविधाजनक क्षमता विस्तारको विशेषताहरू छन्।
यद्यपि, खोक्रो फाइबर झिल्लीहरू संकुचित हावाको सफाईमा कडा आवश्यकताहरू छन्। झिल्लीहरू बुढ्यौली र विफलताको खतरामा हुन्छन्, र मर्मत गर्न गाह्रो हुन्छ। नयाँ झिल्लीहरू प्रतिस्थापन गर्न आवश्यक छ।
झिल्ली विभाजन नाइट्रोजन उत्पादन ≤98% को नाइट्रोजन शुद्धता आवश्यकताहरु संग साना र मध्यम आकार को प्रयोगकर्ताहरु को लागी अधिक उपयुक्त छ, र यो समयमा सबै भन्दा राम्रो प्रकार्य-मूल्य अनुपात छ; जब नाइट्रोजन शुद्धता 98% भन्दा माथि हुन आवश्यक छ, यो उही विशिष्टता को दबाब स्विंग सोखन नाइट्रोजन उत्पादन उपकरण भन्दा लगभग 30% उच्च छ। त्यसकारण, जब उच्च-शुद्धता नाइट्रोजन झिल्ली विभाजन नाइट्रोजन उत्पादन र नाइट्रोजन शुद्धीकरण उपकरणहरू संयोजन गरेर उत्पादन गरिन्छ, सामान्य नाइट्रोजनको शुद्धता सामान्यतया 98% हुन्छ, जसले शुद्धिकरण उपकरणको उत्पादन लागत र सञ्चालन लागत बढाउनेछ।
पोस्ट समय: जुलाई-24-2024
