Nitrogen Series (II) Pagpangandam sa Nitrogen

Mga Manufacturer sa Produksyon sa Nitroheno - Pabrika sa Pagproduksyon sa Nitroheno sa China ug Mga Supplier (xinfatools.com)

Ang nitrogen mao ang nag-unang sangkap sa hangin, nga nagkantidad sa mga 78% sa hangin. Ang elemental nitrogen N2 kay walay kolor ug walay baho nga gas ubos sa normal nga kondisyon. Ang densidad sa gas ubos sa standard nga estado mao ang 1.25 g/L. Ang natunaw nga punto mao ang -210 ℃ ug ang Nagabukal nga punto mao ang -196 ℃. Ang nitroheno nga likido kay usa ka mubu nga temperatura nga makapabugnaw (-196 ℃).

Karon atong ipaila ang daghang mga nag-unang pamaagi sa paghimo og nitrogen sa balay ug sa gawas sa nasud.

Adunay tulo ka pangkinatibuk-ang industriyal-scale nga mga pamaagi sa produksiyon sa nitrogen: cryogenic air separation nitrogen production, pressure swing adsorption nitrogen production, ug membrane separation nitrogen production.

Una: Ang cryogenic air separation nitrogen production method

Ang cryogenic air separation nitrogen production maoy tradisyonal nga paagi sa pagprodyus nitroheno nga adunay kasaysayan sa dul-an sa pipila ka dekada. Gigamit niini ang hangin isip hilaw nga materyal, gi-compress ug giputli kini, ug dayon naggamit sa heat exchange aron matunaw ang hangin nga mahimong likido nga hangin. Ang likido nga hangin kasagaran usa ka sinagol nga likido nga oxygen ug likido nga nitroheno. Ang lainlaing mga punto sa pagbukal sa likido nga oxygen ug likido nga nitroheno gigamit aron mabulag sila pinaagi sa distillation sa likido nga hangin aron makuha ang nitroheno.

Mga bentaha: dako nga produksiyon sa gas ug taas nga kaputli sa nitroheno sa produkto. Ang produksiyon sa cryogenic nitrogen makahimo dili lamang sa nitroheno kondili usab sa likido nga nitroheno, nga nagtagbo sa mga kinahanglanon sa proseso sa likido nga nitroheno ug mahimong tipigan sa mga tangke sa pagtipig sa nitroheno nga likido. Sa diha nga adunay usa ka intermittent nitrogen load o usa ka menor de edad nga pag-ayo sa air separation equipment, ang liquid nitrogen sa storage tank mosulod sa vaporizer ug gipainit, ug dayon gipadala ngadto sa product nitrogen pipeline aron matubag ang nitrogen demand sa process unit. Ang operating cycle sa cryogenic nitrogen production (nagtumong sa agwat tali sa duha ka dagkong pagpainit) kasagaran labaw pa sa 1 ka tuig, busa ang cryogenic nitrogen production sa kasagaran dili isipa nga standby.

Mga disbentaha: Ang produksyon sa cryogenic nitrogen makahimo og nitrogen nga adunay kaputli nga ≧99.999%, apan ang kaputli sa nitroheno limitado sa nitrogen load, gidaghanon sa mga tray, tray efficiency ug oxygen purity sa liquid air, ug ang adjustment range gamay ra kaayo. Busa, alang sa usa ka hugpong sa cryogenic nitrogen produksyon ekipo, ang kaputli sa produkto mao ang batakan nga sigurado ug dili kombenyente sa pag-adjust. Tungod kay ang cryogenic nga pamaagi gihimo sa hilabihan ka ubos nga temperatura, ang mga ekipo kinahanglan nga adunay usa ka pre-cooling start-up nga proseso sa dili pa kini ibutang sa normal nga operasyon. Ang oras sa pagsugod, nga mao, ang oras gikan sa pagsugod sa expander hangtod sa panahon nga ang kaputli sa nitroheno moabot sa kinahanglanon, kasagaran dili moubos sa 12 ka oras; sa dili pa ang mga ekipo mosulod sa overhaul, kini kinahanglan nga adunay usa ka panahon sa pagpainit ug pagtunaw sa panahon, kasagaran 24 oras. Busa, ang cryogenic nitrogen produksyon ekipo kinahanglan nga dili magsugod ug mohunong sa kanunay, ug kini mao ang advisable sa pag-operate padayon sa usa ka hataas nga panahon.

Dugang pa, ang proseso sa cryogenic komplikado, nag-okupar sa usa ka dako nga lugar, adunay taas nga gasto sa imprastraktura, nanginahanglan espesyal nga pwersa sa pagpadayon, adunay daghang mga operator, ug hinay nga nagpatunghag gas (18 hangtod 24 ka oras). Kini mao ang angay alang sa dako nga-scale industriyal nitroheno produksyon.

Ikaduha: Pressure Swing Adsorption (PSA) Nitrogen Production Method

Ang Pressure Swing Adsorption (PSA) gas separation technology usa ka importante nga sanga sa non-cryogenic gas separation technology. Kini ang resulta sa dugay nga mga paningkamot sa mga tawo sa pagpangita sa usa ka mas simple nga paagi sa pagbulag sa hangin kaysa sa cryogenic nga pamaagi.

Sa 1970s, ang West German Essen Mining Company malampuson nga nakahimo og carbon molecular sieves, nga naghatag sa dalan alang sa industriyalisasyon sa PSA air separation nitrogen production. Sulod sa milabay nga 30 ka tuig, kini nga teknolohiya paspas nga milambo ug nahamtong. Kini nahimo nga usa ka lig-on nga kakompetensya sa cryogenic air separation sa natad sa gamay ug medium-kadako nga nitrogen production.

Ang pressure swing adsorption nitrogen production naggamit sa hangin isip hilaw nga materyal ug carbon molecular sieve isip adsorbent. Gigamit niini ang mga kinaiya sa pinili nga adsorption sa carbon molecular sieve sa oxygen ug nitrogen sa hangin, ug gigamit ang prinsipyo sa pressure swing adsorption (pressure adsorption, pressure reduction desorption ug molekular sieve regeneration) aron mabulag ang oxygen ug nitrogen sa temperatura sa kwarto aron makahimo og nitrogen.

Kung itandi sa cryogenic air separation nitrogen production, ang pressure swing adsorption nitrogen production adunay mahinungdanong mga bentaha: ang adsorption separation gihimo sa temperatura sa lawak, ang proseso yano, ang ekipo compact, ang footprint gamay, kini sayon ​​nga magsugod ug mohunong, kini Nagsugod dayon, paspas ang produksiyon sa gas (kasagaran mga 30 minuto), gamay ang konsumo sa enerhiya, gamay ang gasto sa operasyon, taas ang lebel sa automation, kombenyente ang operasyon ug pagmentinar, kombenyente ang pag-install sa skid, wala’y espesyal nga pundasyon. gikinahanglan, ang produkto nitroheno kaputli mahimong adjust sa sulod sa usa ka piho nga range, ug ang nitroheno produksyon mao ang ≤3000Nm3/h. Busa, ang pressure swing adsorption nitrogen production ilabinang angay alang sa intermittent operation.

Bisan pa, sa pagkakaron, ang mga domestic ug langyaw nga mga katugbang makahimo lamang og nitrogen nga adunay kaputli nga 99.9% (ie, O2≤0.1%) gamit ang PSA nitrogen production technology. Ang ubang mga kompanya makahimo og 99.99% purong nitrogen (O2≤0.01%). Posible ang mas taas nga kaputli gikan sa panan-aw sa teknolohiya sa produksiyon sa PSA nitrogen, apan ang gasto sa produksiyon labi ka taas ug ang mga tiggamit dili tingali makadawat niini. Busa, ang paggamit sa PSA nitrogen production nga teknolohiya aron makagama og high-purity nitrogen kinahanglan usab nga makadugang sa post-stage purification device.

Pamaagi sa paglimpyo sa nitrogen (industrial scale)

(1) Hydrogenation deoxygenation nga pamaagi.

Ubos sa aksyon sa usa ka catalyst, ang nahabilin nga oksiheno sa nitroheno mo-react sa dugang nga hydrogen aron makahimo og tubig, ug ang pormula sa reaksyon mao ang: 2H2 + O2 = 2H2O. Dayon, ang tubig gikuha sa usa ka high-pressure nitrogen compressor booster, ug ang high-purity nitrogen nga adunay mosunod nga mga nag-unang sangkap makuha pinaagi sa post-drying: N2≥99.999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10.7×10-6. Ang gasto sa produksyon sa nitroheno maoy mga 0.5 yuan/m3.

(2) Hydrogenation ug deoxygenation nga pamaagi.

Kini nga pamaagi gibahin sa tulo ka yugto: ang unang yugto mao ang hydrogenation ug deoxygenation, ang ikaduhang yugto mao ang dehydrogenation, ug ang ikatulo nga yugto mao ang pagtangtang sa tubig. Ang high-purity nitrogen nga adunay mosunod nga komposisyon makuha: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6. Ang gasto sa produksyon sa nitroheno maoy mga 0.6 yuan/m3.

(3) Carbon deoxygenation nga pamaagi.

Ubos sa aksyon sa carbon-supported catalyst (sa usa ka piho nga temperatura), ang nahabilin nga oxygen sa ordinaryo nga nitrogen mo-react sa carbon nga gihatag sa catalyst mismo aron makamugna og CO2. Pormula sa reaksyon: C + O2 = CO2. Human sa sunod nga yugto sa pagtangtang sa CO2 ug H2O, ang high-purity nitrogen nga adunay mosunod nga komposisyon makuha: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6. Ang gasto sa produksyon sa nitroheno maoy mga 0.6 yuan/m3.

Ikatulo: Membrane separation ug air separation nitrogen production

Ang pagbulag sa lamad ug pagbulag sa hangin nga produksiyon sa nitrogen usa usab ka bag-ong sanga sa non-cryogenic nitrogen production nga teknolohiya. Kini usa ka bag-ong pamaagi sa produksiyon sa nitroheno nga paspas nga milambo sa gawas sa nasud kaniadtong 1980s. Gi-promote ug gipadapat kini sa China sa bag-ohay nga mga tuig.

Ang paghimo sa nitroheno sa pagbulag sa lamad naggamit sa hangin ingon hilaw nga materyal. Ubos sa usa ka presyur, kini naggamit sa lain-laing mga rate sa permeation sa oksiheno ug nitroheno sa hollow fiber lamad sa pagbulag sa oxygen ug nitroheno sa paghimo nitroheno. Kung itandi sa ibabaw sa duha ka mga pamaagi sa produksiyon sa nitroheno, kini adunay mga kinaiya sa mas simple nga istruktura sa kagamitan, mas gamay nga gidaghanon, walay switching valve, mas simple nga operasyon ug maintenance, mas paspas nga produksyon sa gas (sulod sa 3 minutos), ug mas sayon ​​​​nga pagpalapad sa kapasidad.

Bisan pa, ang mga hollow fiber membrane adunay mas estrikto nga mga kinahanglanon sa kalimpyo sa compressed air. Ang mga lamad dali nga matigulang ug mapakyas, ug lisud nga ayohon. Ang bag-ong mga lamad kinahanglang ilisan.

Membrane separation nitrogen production mas angay alang sa gagmay ug medium-sized nga mga tiggamit nga adunay nitrogen purity nga mga kinahanglanon sa ≤98%, ug adunay labing maayo nga function-price ratio niining panahona; sa diha nga ang nitrogen kaputli gikinahanglan nga mas taas pa kay sa 98%, kini mao ang mahitungod sa 30% nga mas taas pa kay sa pressure swing adsorption nitroheno produksyon device sa sama nga detalye. Busa, kung ang high-purity nitrogen gihimo pinaagi sa paghiusa sa membrane separation nitrogen production ug nitrogen purification devices, ang kaputli sa kinatibuk-ang nitroheno kasagaran 98%, nga makadugang sa gasto sa produksyon ug gasto sa operasyon sa purification device.