በሳይንስ እና በቴክኖሎጂ እድገት እና በኢኮኖሚ እድገት ፣ የናይትሮጂን አጠቃቀም ወሰን ከቀን ወደ ቀን እየሰፋ ነው ፣ እና ወደ ብዙ የኢንዱስትሪ ዘርፎች እና የዕለት ተዕለት ኑሮ ዘልቋል።
ናይትሮጅን ማምረቻ አምራቾች - ቻይና ናይትሮጅን ማምረቻ ፋብሪካ እና አቅራቢዎች (xinfatools.com)
ናይትሮጅን የአየር ዋና አካል ነው, ወደ 78% የሚሆነውን አየር ይይዛል. ኤለመንታል ናይትሮጅን N2 በተለመደው ሁኔታ ውስጥ ቀለም እና ሽታ የሌለው ጋዝ ነው. በመደበኛ ሁኔታ ውስጥ ያለው የጋዝ መጠን 1.25 ግ / ሊ ነው. የማቅለጫው ነጥብ -210 ℃ እና የማብሰያው ነጥብ -196 ℃ ነው. ፈሳሽ ናይትሮጅን ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ማቀዝቀዣ (-196 ℃) ነው.
ዛሬ በቤት ውስጥ እና በውጭ ሀገር ናይትሮጅን ለማምረት በርካታ ዋና ዘዴዎችን እናስተዋውቃለን.
ሶስት አጠቃላይ የኢንደስትሪ-ሚዛን ናይትሮጅን አመራረት ዘዴዎች አሉ፡- ክሪዮጂካዊ አየር መለያየት ናይትሮጅን ማምረት፣ የግፊት ማወዛወዝ ማስታወቂያ ናይትሮጅን ማምረት እና የሜምፕል መለያየት ናይትሮጅን ማምረት።
መጀመሪያ: ክሪዮጀኒክ አየር መለያየት ናይትሮጅን የማምረት ዘዴ
ክሪዮጀኒክ የአየር መለያየት ናይትሮጅን ማምረት ወደ በርካታ አስርት ዓመታት የሚጠጋ ታሪክ ያለው ባህላዊ ናይትሮጅን የማምረት ዘዴ ነው። አየርን እንደ ጥሬ ዕቃ ይጠቀማል፣ ጨምቆ ያጠራዋል፣ ከዚያም የሙቀት ልውውጥን ይጠቀማል አየሩን ወደ ፈሳሽ አየር ያጠጣዋል። ፈሳሽ አየር በዋናነት ፈሳሽ ኦክሲጅን እና ፈሳሽ ናይትሮጅን ድብልቅ ነው. የፈሳሽ ኦክሲጅን እና የፈሳሽ ናይትሮጅን የተለያዩ የመፍላት ነጥቦች ናይትሮጅን ለማግኘት ፈሳሽ አየርን በማጣራት ለመለየት ያገለግላሉ።
ጥቅማ ጥቅሞች-ትልቅ የጋዝ ምርት እና ከፍተኛ የምርት ናይትሮጅን ንፅህና. ክሪዮጅኒክ ናይትሮጅን ማምረት ናይትሮጅንን ብቻ ሳይሆን ፈሳሽ ናይትሮጅንን ማምረት ይችላል, ይህም የፈሳሽ ናይትሮጅን ሂደት መስፈርቶችን የሚያሟላ እና በፈሳሽ ናይትሮጅን ማጠራቀሚያ ታንኮች ውስጥ ሊከማች ይችላል. የሚቆራረጥ የናይትሮጅን ጭነት ወይም አነስተኛ የአየር ማከፋፈያ መሳሪያዎች ጥገና በሚኖርበት ጊዜ በማጠራቀሚያው ማጠራቀሚያ ውስጥ ያለው ፈሳሽ ናይትሮጅን ወደ ትነት ውስጥ ይገባል እና ይሞቃል, ከዚያም የሂደቱን አሃድ የናይትሮጅን ፍላጎት ለማሟላት ወደ ምርቱ ናይትሮጅን ቧንቧ ይላካል. የክሪዮጀንሲክ ናይትሮጅን ምርት (በሁለት ትላልቅ ማሞቂያዎች መካከል ያለውን ክፍተት በመጥቀስ) የሥራው ዑደት በአጠቃላይ ከ 1 ዓመት በላይ ነው, ስለዚህ ክሪዮጅኒክ ናይትሮጅን ማምረት በአጠቃላይ እንደ ተጠባባቂ አይቆጠርም.
ጉዳቶች፡ Cryogenic ናይትሮጅን ማምረት ናይትሮጅንን በንፅህና ≧99.999% ሊያመርት ይችላል ነገርግን የናይትሮጅን ንፅህና በናይትሮጅን ጭነት፣ በትሪዎች ብዛት፣ በትሪው ቅልጥፍና እና በፈሳሽ አየር ውስጥ ያለው የኦክስጂን ንፅህና የተገደበ ሲሆን የማስተካከያው ክልል በጣም ትንሽ ነው። ስለዚህ, ለክሪዮጅኒክ ናይትሮጅን ማምረቻ መሳሪያዎች ስብስብ, የምርት ንፅህና በመሠረቱ የተወሰነ እና ለማስተካከል የማይመች ነው. ክሪዮጅኒክ ዘዴው በጣም ዝቅተኛ በሆነ የሙቀት መጠን ውስጥ ስለሚካሄድ መሳሪያዎቹ ወደ መደበኛው ሥራ ከመውጣታቸው በፊት ቅድመ-ቅዝቃዜ ጅምር ሂደት ሊኖራቸው ይገባል. የመነሻ ጊዜ, ማለትም, ከአስፋፊው መጀመሪያ አንስቶ እስከ ጊዜ ድረስ የናይትሮጅን ንፅህና ወደ መስፈርቱ ሲደርስ, በአጠቃላይ ከ 12 ሰአታት ያነሰ አይደለም; መሳሪያዎቹ ወደ ጥገናው ከመግባታቸው በፊት የማሞቅ እና የማቅለጫ ጊዜ በአጠቃላይ 24 ሰአት ሊኖረው ይገባል. ስለዚህ ክሪዮጅኒክ ናይትሮጅን ማምረቻ መሳሪያዎች በተደጋጋሚ መጀመር እና ማቆም የለባቸውም, እና ለረጅም ጊዜ ያለማቋረጥ እንዲሰሩ ይመከራል.
በተጨማሪም ክሪዮጂካዊ ሂደት ውስብስብ ነው, ሰፊ ቦታን ይይዛል, ከፍተኛ የመሠረተ ልማት ወጪዎች, ልዩ የጥገና ኃይሎች ያስፈልጉታል, ብዙ ኦፕሬተሮች ያሉት እና ጋዝ ቀስ በቀስ (ከ 18 እስከ 24 ሰዓታት) ይፈጥራል. ለትልቅ የኢንዱስትሪ ናይትሮጅን ምርት ተስማሚ ነው.
ሁለተኛ፡ የግፊት ስዊንግ ማስታወቂያ (PSA) ናይትሮጅን የማምረት ዘዴ
የግፊት ስዊንግ ማስታወቂያ (PSA) ጋዝ መለያየት ቴክኖሎጂ ክሪዮጅኒክ ያልሆነ ጋዝ መለያየት ቴክኖሎጂ አስፈላጊ ቅርንጫፍ ነው። ቀላል የአየር መለያየት ዘዴን ለማግኘት የሰዎች የረጅም ጊዜ ጥረቶች ውጤት ነው ክሪዮጂካዊ ዘዴ።
እ.ኤ.አ. በ 1970 ዎቹ ውስጥ የምዕራብ ጀርመን ኤሰን ማዕድን ኩባንያ በተሳካ ሁኔታ የካርቦን ሞለኪውላር ወንፊት በማዘጋጀት ለ PSA የአየር መለያየት ናይትሮጅን ምርትን ወደ ኢንዱስትሪያልነት መንገድ ከፍቷል። ባለፉት 30 ዓመታት ውስጥ ይህ ቴክኖሎጂ በፍጥነት እያደገ እና እያደገ መጥቷል. በጥቃቅን እና መካከለኛ መጠን ያለው የናይትሮጅን ምርት መስክ ውስጥ የክሪዮጂክ አየር መለያየት ጠንካራ ተፎካካሪ ሆኗል.
የግፊት ማወዛወዝ ማስታወቂያ ናይትሮጅን ማምረት አየርን እንደ ጥሬ እቃ እና የካርቦን ሞለኪውላር ወንፊት እንደ ረዳት ይጠቀማል። የካርቦን ሞለኪውላር ወንፊት በአየር ውስጥ ኦክስጅንን እና ናይትሮጅንን የመምረጥ ችሎታን ይጠቀማል እና የግፊት ማወዛወዝ ማስታወቂያ መርህን ይጠቀማል (የግፊት ማስታወቂያ ፣ የግፊት ቅነሳ እና የሞለኪውላር ወንፊት እንደገና መወለድ) ኦክስጅንን እና ናይትሮጅንን በቤት ሙቀት ውስጥ ናይትሮጅን ለማምረት ።
ክሪዮጀኒክ አየር መለያየት ናይትሮጅን ምርት ጋር ሲነጻጸር, ግፊት ዥዋዥዌ adsorption ናይትሮጅን ምርት ጉልህ ጥቅሞች አሉት: adsorption መለያየት በቤት ሙቀት ውስጥ ተሸክመው ነው, ሂደት ቀላል ነው, መሣሪያ የታመቀ ነው, አሻራ ትንሽ ነው, ለመጀመር እና ለማቆም ቀላል ነው. በፍጥነት ይጀምራል, የጋዝ ምርቱ ፈጣን ነው (በአጠቃላይ 30 ደቂቃዎች), የኃይል ፍጆታው ትንሽ ነው, የሥራ ማስኬጃ ዋጋው ዝቅተኛ ነው, አውቶማቲክ ዲግሪ ከፍተኛ ነው, ቀዶ ጥገናው እና ጥገናው ምቹ ነው, የበረዶ መንሸራተቻ መጫኛ ምቹ ነው, ልዩ መሠረት የለም. ያስፈልጋል, የምርት ናይትሮጅን ንፅህና በተወሰነ ክልል ውስጥ ሊስተካከል ይችላል, እና የናይትሮጅን ምርት ≤3000Nm3 / ሰ ነው. ስለዚህ, የግፊት ማወዛወዝ adsorption ናይትሮጅን ማምረት በተለይ ለሚቆራረጥ ቀዶ ጥገና ተስማሚ ነው.
ይሁን እንጂ እስካሁን ድረስ፣ የአገር ውስጥና የውጭ አገር ባልደረባዎች የ PSA ናይትሮጅን አመራረት ቴክኖሎጂን በመጠቀም 99.9% (ማለትም፣ O2≤0.1%) ናይትሮጅንን በንጽህና ብቻ ማምረት ይችላሉ። አንዳንድ ኩባንያዎች 99.99% ንጹህ ናይትሮጅን (O2≤0.01%) ማምረት ይችላሉ። ከፍ ያለ ንፅህና ከ PSA ናይትሮጅን አመራረት ቴክኖሎጂ አንፃር ይቻላል፣ ነገር ግን የምርት ዋጋ በጣም ከፍተኛ ነው እና ተጠቃሚዎች ሊቀበሉት አይችሉም። ስለዚህ ከፍተኛ ንፅህና ናይትሮጅን ለማምረት የPSA ናይትሮጅን ማምረቻ ቴክኖሎጂን መጠቀም ከመድረክ በኋላ የማጣራት መሳሪያ መጨመር አለበት።
ናይትሮጅን የማጥራት ዘዴ (የኢንዱስትሪ ሚዛን)
(1) የሃይድሮጅን ዲኦክሲጄኔሽን ዘዴ.
በአነቃቂው ተግባር በናይትሮጅን ውስጥ ያለው ቀሪ ኦክሲጅን ከተጨመረው ሃይድሮጂን ጋር ውሃ ለማምረት ምላሽ ይሰጣል, እና የምላሽ ቀመር: 2H2 + O2 = 2H2O. ከዚያም ውሃው ከፍተኛ ግፊት ባለው የናይትሮጅን መጭመቂያ መጨመሪያ ይወገዳል, እና ከፍተኛ-ንፅህና ያለው ናይትሮጅን ከሚከተሉት ዋና ዋና ክፍሎች ጋር በድህረ-ማድረቅ የተገኘ ነው: N2≥99.999%, O2≤5×10-6, H2≤1500×. 10-6፣ H2O≤10.7×10-6። የናይትሮጅን ምርት ዋጋ 0.5 yuan/m3 አካባቢ ነው።
(2) የሃይድሮጅን እና የዲኦክሲጅን ዘዴ.
ይህ ዘዴ በሦስት ደረጃዎች የተከፈለ ነው-የመጀመሪያው ደረጃ ሃይድሮጂን እና ዲኦክሲጄኔሽን ነው, ሁለተኛው ደረጃ የውሃ ማፍሰሻ ነው, ሦስተኛው ደረጃ ደግሞ የውሃ ማስወገድ ነው. ከፍተኛ-ንፅህና ናይትሮጅን ከሚከተለው ጥንቅር ጋር ይገኛል: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6. የናይትሮጅን ምርት ዋጋ 0.6 yuan/m3 አካባቢ ነው።
(3) የካርቦን ዳይኦክሳይድ ዘዴ.
በካርቦን የተደገፈ ካታላይት (በተወሰነ የሙቀት መጠን) ተግባር ስር፣ በተራ ናይትሮጅን ውስጥ ያለው ቀሪ ኦክሲጅን ካርቦን ካርቦን (catalyst) ለማመንጨት ራሱ ያመነጫል። ምላሽ ቀመር፡ C + O2 = CO2. CO2 እና H2O ን ለማስወገድ ከሚቀጥለው ደረጃ በኋላ ከፍተኛ-ንፅህና ናይትሮጅን ከሚከተለው ጥንቅር ጋር ተገኝቷል-N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6. የናይትሮጅን ምርት ዋጋ 0.6 yuan/m3 አካባቢ ነው።
ሦስተኛ፡ የሜምብራን መለያየት እና የአየር መለያየት ናይትሮጅን ማምረት
የሜምብራን መለያየት እና የአየር መለያየት ናይትሮጅን ማምረት እንዲሁ አዲስ ያልሆነ ክሪዮጅኒክ ናይትሮጂን ምርት ቴክኖሎጂ ቅርንጫፍ ነው። በ 1980 ዎቹ ውስጥ በፍጥነት ወደ ውጭ አገር የዳበረ አዲስ ናይትሮጅን የማምረት ዘዴ ነው. በቅርብ ዓመታት ውስጥ በቻይና ውስጥ አስተዋወቀ እና ተግባራዊ ሆኗል.
የሜምብራን መለያየት ናይትሮጅን ማምረት አየርን እንደ ጥሬ ዕቃ ይጠቀማል. በተወሰነ ጫና ውስጥ፣ ናይትሮጅን ለማምረት ኦክስጅንን እና ናይትሮጅንን ለመለየት የተለያዩ የኦክስጂን እና የናይትሮጅን የስርጭት መጠኖችን በሆሎው ፋይበር ሽፋን ይጠቀማል። ከላይ ከተጠቀሱት ሁለት የናይትሮጅን አመራረት ዘዴዎች ጋር ሲነፃፀር ቀላል የመሳሪያዎች መዋቅር, አነስተኛ መጠን, የመቀየሪያ ቫልቭ የለም, ቀላል ቀዶ ጥገና እና ጥገና, ፈጣን የጋዝ ምርት (በ 3 ደቂቃዎች ውስጥ) እና የበለጠ ምቹ የአቅም ማስፋፋት ባህሪያት አሉት.
ይሁን እንጂ ባዶ የፋይበር ሽፋኖች በተጨመቀ አየር ንጽሕና ላይ ጥብቅ መስፈርቶች አሏቸው. ሽፋኖቹ ለእርጅና እና ለሽንፈት የተጋለጡ ናቸው, እና ለመጠገን አስቸጋሪ ናቸው. አዲስ ሽፋኖችን መተካት ያስፈልጋል.
Membrane መለያየት ናይትሮጅን ምርት ≤98% የናይትሮጅን ንጽህና መስፈርቶች ጋር አነስተኛ እና መካከለኛ መጠን ላላቸው ተጠቃሚዎች ይበልጥ ተስማሚ ነው, እና በዚህ ጊዜ ምርጥ ተግባር-ዋጋ ውድር አለው; የናይትሮጅን ንፅህና ከ 98% ከፍ እንዲል በሚያስፈልግበት ጊዜ, ከተመሳሳይ መግለጫው የግፊት ማወዛወዝ ማስታወቂያ ናይትሮጅን ማምረቻ መሳሪያ በ 30% ገደማ ከፍ ያለ ነው. ስለዚህ ከፍተኛ ንፅህና ያለው ናይትሮጅን የሜምፕል መለያየት ናይትሮጅን ምርት እና ናይትሮጅን ማጣሪያ መሳሪያዎችን በማጣመር ሲመረት የአጠቃላይ ናይትሮጅን ንፅህና በአጠቃላይ 98% ሲሆን ይህም የማጣራት መሳሪያውን የማምረቻ ዋጋ እና የስራ ወጪን ይጨምራል።
የልጥፍ ሰዓት፡- ጁላይ-24-2024
