Ciekawy generator azotu: kompletny przewodnik po produkcji, technikach i zastosowaniach

Generatory cieczy azotu okazały się rewolucją w różnych branżach w świecie podlegającym precyzji i wydajności. Zapewniają one łatwe rozwiązanie do produkcji ciekłego azotu na żądanie specjalnie stosowanych w różnych zastosowaniach, od kriogenicznych po zachowanie żywności po bardzo niskich kosztach.

Ale jak działają? Jakie mają zalety i jak rozwiązywać problemy z niektórymi typowymi problemami, aby upewnić się, że działają ciągle? Ten artykuł ma na celu pokrycie wszystkiego, co należy wiedzieć o generatorach ciekłego azotu: ich części i komponentach, rozwiązaniach rozwiązywania problemów oraz zakresu branż, na których polegane są maszyny w celu zapewnienia niezbędnych procesów.

Co to jest generator ciekłego azotu?

Jak można upłynnić azot

Metoda przekształcania gazu azotu w stan ciekłego poprzez chłodzenie go do temperatury poniżej -196 ° C jest określana skłonność azotu. Można to zrobić przy pomocy kriogenicznego chłodzenia i innych systemów wysokociśnieniowych.

Ma znaczące zastosowanie przemysłowe, w którym po zamrażaniu, magazynowaniu i reakcjach chemicznych właściwości ciekłego azotu, tj. IE, bardzo niskiej temperatury i bezwładności są niezbędne. Zasadniczo czystość azotu staje się głównym problemem, ponieważ zanieczyszczenia zmniejszają wydajność i skuteczność procesu upłynnienia.

Role azotu w branżach

• W produkcji przemysłowej azot jest stosowany w spawaniu, cięciu laserowym i w niektórych metodach metali.

• W przypadku opieki zdrowotnej ciekł azot jest stosowany do kriokonserwacji próbek biologicznych, transportu narządów i stosowany w niektórych zabiegach dermatologicznych, takich jak usuwanie brodawki.

• W branży spożywczej i napojów zachowuje żywność poprzez zamarzanie flash, pomaga nadać lodom teksturę i tworzy obojętną atmosferę w opakowaniach w celu kontrolowania psucia.

Wytwarzanie ciekłego azotu na skalę

Podczas wytwarzania ciekłego azotu w masie przyjęcie określonego sprzętu staje się konieczne oparte wyłącznie na różnych zastosowaniach. Przemysłowe generatory azotu ciekłego są przeznaczone do wysokiej wydajności, co umożliwia ich stosowanie w komercyjnych liniach produkcyjnych.

Przeciwnie, w laboratoriach badawczych stosowane są małe kompaktowe generatory i mają odpowiednią ilość potrzebną do eksperymentów naukowych. Wielu producentów dostosowało rozwiązania generatorów, które umożliwiają branżom dostosowanie go do ich wymagań w zakresie produkcji i eksploatacji.

Jak działa proces wytwarzania ciekłego azotu?

Nowozłaniowe systemy chłodzenia powietrza

Pierwszym aktem upłynnienia azotu jest chłodzenie powietrza atmosferycznego do bardzo niskich temperatur. Systemy kriogeniczne schładzają powietrze poniżej temperatury wrzenia azotu (-196 ° C).

Po tym etapie zwykle następuje cykl ekspansji, który wcześniej miał drastycznie chłodzone temperatury. Wstępowanie, obejmujące kompresję powietrza w celu usunięcia ciepła, inicjuje ten proces. Skuteczne wymienniki ciepła i czynniki chłodnicze są kluczowymi elementami dla wymaganych szybkości chłodzenia.

Ścieżące powietrze w celu wydajnego separacji

Po sprężaniu i chłodzeniu powietrze jest następnie poddawane wysokim ciśnieniu, co pomaga w oddzieleniu azotu od innych składników powietrza. Jest to możliwe dzięki sprężarkom, które powinny być energooszczędne, jednocześnie zdolne do wielkości przetwarzania powietrza.

Wilgoć i zanieczyszczenie są eliminowane z powietrza przed użyciem go do wytworzenia czystego i wysuszonego strumienia gazu zasilającego. Takie oczyszczanie ma kluczowe znaczenie dla wytwarzania wysokiej jakości ciekłego azotu.

Ekstrakcja azotu z metod kriogenicznych

Proces separacji rozpoczyna się po ściskaniu i oczyszczeniu powietrza. Odbywa się to głównie poprzez destylację kriogeniczną, w której powietrze jest traktowane w bardzo niskich temperaturach, w których jego składniki upłynnia w różnych temperaturach. Ponieważ azot ma najniższą temperaturę wrzenia wśród głównych składników powietrza, najpierw można go oddzielić.

Następnie ciekł azot jest przechowywany w zbiornikach kriogenicznych izolowanych w celu zminimalizowania przenoszenia ciepła i zanieczyszczenia aż do jego użycia. Proces ten można również zwiększyć, przyjmując nowoczesne technologie, takie jak adsorpcja huśtawki ciśnieniowej (PSA) i rozdział membrany w celu zwiększenia wydajności i skalowalności.

Kluczowe parametry techniczne generatora ciekłego azotu

1. Czystość azotu
   zazwyczaj czystość azotu wynosiła od 95% do 99,999%, wzrosła do wyższych poziomów czystości dla niektórych zastosowań, takich jak cele medyczne lub badawcze. Czystość zależy od wydajności procesu separacji, takiej jak destylacja kriogeniczna lub PSA (adsorpcja huśtawki ciśnieniowej).

2. Pojemność produkcyjna
   Pojemność produkcyjna odnosi się do tego, ile ciekłego azotu generator może wytwarzać w określonym czasie (często w litrach/dzień (LPD) lub metrach sześciennych/godzinach (NM⊃3;/H)). Na wydajność ma wpływ projekt generatora, wielkość sprężarki i wydajność procesu separacji.

3. Zużycie energii zużycie energii jest jednym z najważniejszych czynników, które wpływają na cenę operacyjną ciekłego generatorów azotu. Jego miara jest ogólnie wyrażana w Kilowatt (KW) na jednostkę wytwarzanego azotu (KWH/NM⊃3;). W szczególności efektywność energetyczna zależy również od cykli chłodzenia osiągniętych przez system, wymienniki ciepła i rodzaj sprężarki.

4. Ciśnienie robocze
   ciśnienie robocze pokazuje ciśnienie, w którym powietrze wchodzi do etapów kompresji i przetwarzania systemu. Zazwyczaj wynosi to od 6 do 10 barów (1 bar = atmosfera). Podwyższone ciśnienia powodują jeszcze bardziej wydajne oddzielenie cząsteczek azotu, ale wymagają silniejszej konstrukcji. Ciśnienie wpływa na rozmiar i konstrukcję sprężarki, a także ogólnie wydajne upłynnienie.

5. Chłodzenie kontroli temperatury
   musiało być bardzo dokładne przez cały proces upłynnienia, aby powietrze mogło być chłodzone w zakresie wymaganych do upłynnienia bez zanieczyszczenia lub utraty wydajności. Ogólny system musi również pozostać w jednolitych temperaturach, od kompresji powietrza przez magazynowanie ciekłego azotu.

6. Wydajność
   sprężarki sprężarki muszą obsługiwać nieporęczne ilości powietrza i powinny wykonać zadanie przy niskim zużyciu energii. Rośliny sprężarki stadium MULTI są zwykle stosowane w rozległych systemach do podnoszenia zarówno ciśnienia, jak i optymalizacji upłynnienia. Wydajność sprężarki zależy bardziej od jej wejścia mocy w porównaniu z objętością sprężonego powietrza.

7. Czas
   cyklu cyklu jest definiowany jako czas wymagany do przetwarzania całej partii powietrza w ciekłym azocie. Czasy cyklu są krótsze, co zwykle oznacza szybszą szybkość produkcji, ale potrzebny jest bardziej złożony system, aby utrzymać wydajność i stabilność. Bilans czasu cyklu z energią jest potrzebny, aby generator był opłacalny bez poświęcania wydajności.

8. Przestępstwa
   konserwacji zabija dzień dla wszystkich komponentów - sprężarki, jednostek chłodniczych i systemów separacji - za pomocą których działałyby na danym poziomie. Harmonogram konserwacji zależy od środowiska operacyjnego, wielkości systemu i częstotliwości użytkowania. Niezawodność wydajności na czas życia generatora zależy od ograniczenia przestrzegania i przedwczesnego noszenia komponentów.

9. Poziomy hałasu poziomy hałasu
   , choć nie zawsze problem w świecie przemysłowym, stanowią ważną specyfikację techniczną, szczególnie w przypadku generatorów w środowiskach bardziej wrażliwych na hałas lub świadomy hałasu. Hałas zwykle pochodzi ze sprężarek, zaworów rozszerzających i innych elementów mechanicznych. Zmniejszenie hałasu poprawia warunki pracy, zwłaszcza w badaniach lub placówkach medycznych, w których generator może mieć bliskość blisko ludzi.

10. Pojemność magazynowania i izolacja
    ciekawy azot musi być przechowywany w bardzo niskich temperaturach, a zbiorniki magazynowe muszą być dobrze izolowane, aby zapobiec odparowaniu. Jakość izolacji i pojemność zbiorników magazynowych są kluczowymi parametrami. Zbiorniki magazynowe są często zaprojektowane do przechowywania ciekłego azotu pod ciśnieniem około 1 do 5 barów, zapewniając stabilne przechowywanie i wydajne przenoszenie do zastosowań w razie potrzeby.

Jakie są zalety i wady generatora ciekłego azotu?

Zalety przemysłowych generatorów ciekłego azotu

• Opłacalność
  z generatorem ciekłego azotu, długą drogę można odciągnąć w wyniku pozyskiwania budżetowego azotu poprzez poleganie na nich tylko raz; Następnie rzeczywisty koszt staje się kosztem eksploatacji elektrycznej i konserwacji, ponieważ po pewnym czasie jest bardziej zrównoważoną i tańszą metodą dostaw.

• Produkcja na żądanie
  ciekłe generatory azotu mogą umożliwić firmom produkcję azotu na miejscu w celu natychmiastowego zużycia, uwalniając w ten sposób podaż od opóźnień poprzez dostawę łańcucha, zapewniając większą elastyczność, szczególnie dla firm, w których popyt na azot waha się.

• Azot o wysokiej czystości
  Zaawansowane generatory ciekłego azotu mogą wytwarzać czysty azot, wymagany w określonych zastosowaniach, takich jak badania medyczne, kriogeniczne i produkcja półprzewodników.

• Przez większość czasu przyjazne dla środowiska
  , ekonomiczne w produkcji azotu na miejscu zazwyczaj będzie oznaczać mniejsze poruszanie się azotu, a zatem zmniejsza ślady węglowe z emisji związanych z dostarczaniem i przechowywaniem azotu po cylindrze lub źródła dostarczanego przez masę.

Wady przemysłowych generatorów ciekłego azotu

• Wysoka początkowa inwestycja
  Początkowa duża nakład jest zakupem i instalacją ciekłego generatora azotu. Obejmuje wszystkie koszty sprzętu, koszty instalacji, koszty infrastruktury itd., Co może zakazać małych firm lub tych o niskim zapotrzebowaniu na azot.

• Wymagania dotyczące konserwacji
  będzie wymagało stałej frekwencji, aby najlepiej funkcjonować; Obejmuje tę samą częstotliwość serwisową dla sprężarek, systemów chłodzenia i zbiorników magazynowych; Jeśli zostanie zaniedbana, konserwacja ta może prowadzić do kosztownych napraw i przestojów.

Jakie są kluczowe zastosowania ciekłego generatorów azotu?

Kryokonserwacja i zastosowania medyczne

• Magazynowanie próbek biologicznych: ciekł azot jest powszechnie stosowany do przechowywania próbek biologicznych, takich jak krew, nasienie i zarodki w bardzo niskich temperaturach, aby zachować ich żywotność do przyszłego użycia.

• Zachowanie narządów: odgrywa kluczową rolę w zachowaniu narządów do przeszczepu poprzez spowolnienie procesów metabolicznych i zmniejszając ryzyko uszkodzenia tkanki.

• Cryrochirurgia: ciekł azot jest stosowany w procedurach kriochirurgicznych w celu leczenia nieprawidłowych lub chorych tkanek, takich jak brodawki, zmiany przedrakowe lub guzy, poprzez zamrażanie i niszczenie.

Przemysł żywności i napojów

• Zachowanie żywności: ciekł azot służy do zamrażania lampy błyskowej, zachowania tekstury, smaku i wartości odżywczej poprzez szybko obniżające temperatury bez tworzenia dużych kryształów lodu.

• Opakowanie żywności: tworzy bezwładną atmosferę w opakowaniu, zapobiegając utlenianiu i przedłużenia okresu trwałości, szczególnie w przypadku delikatnych produktów, takich jak żetony, orzechy i przekąski.

• Lody z azotu ciekłego: niektóre zakłady spożywcze wykorzystują azot ciekły do ​​natychmiastowego tworzenia lodów, zapewniając gładszą konsystencję i wyjątkowe wrażenia kulinarne dla klientów.

Przemysł chemiczny i farmaceutyczny

• Reakcje chemiczne: ciekł azot służy do tworzenia środowisk o niskiej temperaturze dla reakcji wymagających warunków kriogenicznych, takich jak produkcja niektórych chemikaliów i farmaceutyków.

• Przechowywanie farmaceutyczne: Służy do przechowywania wrażliwych chemikaliów, szczepionek i leków, które wymagają temperatur zamarzania w celu utrzymania stabilności i skuteczności.

• Procesy suszenia i zamrażania: ciekł azot jest stosowany w procesach zamrażania i spowolnienia, szczególnie w przypadku materiałów wrażliwych na ciepło, zapewniając, że produkty zachowują integralność podczas produkcji.

Badania i rozwój

• Zastosowania laboratoryjne: W laboratoriach ciekło -azot jest stosowany do chłodzenia materiałów i instrumentów, na przykład w kriogenicznym zamrażaniu próbek biologicznych lub materiałów nadprzewodzących chłodzących.

• Testy materiałowe: Pomaga w testowaniu materiałów w ekstremalnych temperaturach, takich jak metale, stopy i polimery, poprzez symulację warunków kriogenicznych w celu oceny ich właściwości i wydajności.

• Reakcje przyspieszające: Naukowcy używają ciekłego azotu w celu przyspieszenia niektórych procesów chemicznych wymagających szybkiego chłodzenia, takich jak badanie szybkości reakcji lub tworzenie określonych związków.

Branże metali i elektroniki

• Kryogeniczne obróbkę metali: ciekł azot jest stosowany w kriogenicznym obróbce metali w celu poprawy twardości, trwałości i odporności na zużycie, szczególnie w produkcji narzędzi, części samochodowych i elementów lotniczych.

• Produkcja elektroniki: ciekł azot jest stosowany w produkcji i testowaniu elektroniki, szczególnie w przypadku komponentów wrażliwych na chłodzenie podczas montażu oraz zapewnienia ich stabilności i długowieczności w ekstremalnych temperaturach.

Aplikacje środowiskowe

• Kontrola zanieczyszczenia: ciekł azot jest stosowany w jednostkach separacji powietrza do usuwania tlenu z powietrza w celu utworzenia obojętnej atmosfery do spalania lub zmniejszenia emisji tlenków azotu (NOX) w ustawieniach przemysłowych.

• Przemysł naftowy i gazowy: W sektorze ropy i gazu ciekawy azot jest stosowany do stymulacji studzienki, testowania ciśnienia i zapewnienia obojętnej atmosfery podczas niektórych operacji wiercenia w celu zwiększenia bezpieczeństwa i wydajności.

Rozwiązywanie problemów dla przemysłowych generatorów ciekłego azotu

1. Niska produkcja azotu lub brak wyjścia z azotu ciekłego

• Zbadaj pracującą sprężarkę powietrza: sprawdź, czy sprężarka powietrza działa idealnie, czy nie, tj., W miarę możliwości należy potwierdzić, czy produkcja azotu będzie dobra, gdy tylko sprężarka będzie działać pod wymaganym ciśnieniem. Poszukaj wycieków, starych lub uszkodzonych uszczelnień i złego funkcjonującego zaworów ze względu na to, które wydajność jest naruszona.

• Sprawdź funkcjonalność układu kriogenicznego: kriogeniczne wymienniki ciepła i zawory ekspansji są najważniejszymi czynnikami w procesie upłynnienia. W przypadku takich komponentów należy zapewnić ich czystość i normalne warunki pracy. Wszelkie zablokowanie lub zanieczyszczenie tych komponentów może zmniejszyć skuteczność układu w chłodzącym powietrzu i wytwarzaniu ciekłego azotu.

• Sprawdź ustawienia pod kątem ciśnienia i temperatury: Sprawdź, czy ustawienia ciśnienia i temperatury spełniają specyfikacje określone przez producenta, ponieważ niewłaściwe ustawienia nie pozwoli na upłynnienie powietrza.

• Poszukaj zanieczyszczenia: jeśli czystość azotu jest niższa, zagraża produkcji zanieczyszczeń, takich jak woda, olej lub cząstki z zasilania powietrza. Wyczyść lub wymień filtry, separatory wilgoci i wszelkie inne brudne systemy filtrów zaangażowanych w proces.

2. Niska czystość ciekłego azotu

• Zbadaj proces separacji: Na czystość ciekłego azotu wpływa wydajność jednostki separacji powietrza. Jeśli kolumny separacji powietrza lub destylacji są nieprawidłowe, mogą one nie oddzielić azotu od innych gazów. Sprawdź wszelkie problemy z kolumnami destylacyjnymi kriogenicznymi lub systemami PSA (adsorpcja huśtania ciśnienia).

• Sprawdź filtry i materiały adsorpcyjne: z czasem materiały adsorpcyjne w systemie PSA lub filtry mogą się nasycić, zmniejszając zdolność systemu do osiągnięcia wymaganej czystości. Regularnie sprawdzaj i wymień te materiały w razie potrzeby.

• Sprawdź wycieki gazu: wycieki w linie spożycia powietrza lub linie wyjściowe azotu mogą prowadzić do zanieczyszczeń w azotu. Sprawdź wszystkie rurociągi, uszczelki i połączenia pod kątem wycieków i wymień wadliwe uszczelki lub komponenty.

3. Nadmierne zużycie energii

• Sprawdź wydajność sprężarki: nieprawidłowa sprężarka może znacznie zwiększyć zużycie energii. Upewnij się, że sprężarki działają z optymalną wydajnością, z odpowiednim smarowaniem i bez zużycia mechanicznego. Wymień wszelkie zużyte komponenty, takie jak łożyska lub uszczelki, które mogą zmniejszać wydajność.

• Przegląd izolacji systemu: Słaba izolacja w kriogenicznych zbiornikach magazynowych lub rur może prowadzić do przenoszenia ciepła, powodując, że system wykorzystuje więcej energii w celu utrzymania niskich temperatur. Upewnij się, że wszystkie zbiorniki magazynowe i rurki są odpowiednio izolowane w celu zminimalizowania utraty energii.

• Zoptymalizuj ustawienia temperatury i ciśnienia: Upewnij się, że ciśnienia operacyjne i temperatury są prawidłowo dostosowywane, aby zmaksymalizować wydajność energetyczną. Ustawienia pod wysokim ciśnieniem mogą zużywać większą moc, więc upewnij się, że pasują do wymaganej szybkości produkcji azotu.

4. Częste wyłączenia systemowe lub awarie

• Monitorowanie przegrzania: Sprawdź układ chłodzenia i czynniki chłodnicze stosowane w cyklu kriogenicznym. Zmokanie z powodu niewystarczającego płynu chłodzącego lub nieprawidłowego działającego wymiennika ciepła może spowodować automatyczne wyłączenie systemu, aby zapobiec uszkodzeniom.

• Zbadaj zawory zwolnienia ciśnienia: Wadliwe zawory zwolnienia ciśnienia mogą wywołać niepotrzebne wyłączenia z powodu nieprawidłowych odczytów ciśnienia. Regularnie sprawdzaj zawory pod kątem oznak uszkodzeń lub zużycia i wymień je w razie potrzeby.

• Sprawdź, czy system systemu sterowania nie działa: Jeśli elektroniczne systemy sterowania, czujniki lub organy regulacyjne są nieprawidłowe, mogą prowadzić do wyłączania systemu. Sprawdź wszystkie czujniki i kontrolery pod kątem dokładności i ponownie kalibruj je lub wymień je w razie potrzeby.

5. Niezwykły hałas lub wibracje

• Sprawdź sprężarkę i łożyska motoryczne: Niezwykły hałas lub wibracje mogą wskazywać na zużyte łożyska lub niewspółosione części w sprężarkach lub silnikach. Regularnie sprawdzaj i smaruj łożyska i wymień je, jeśli wykazują oznaki zużycia.

• Sprawdź luźne komponenty: Luźne części w systemie, w tym elementy łączniki, pompy lub rurki, mogą prowadzić do nadmiernych wibracji. Dokręć wszystkie połączenia i upewnij się, że wszystkie komponenty są bezpieczne.

• Zbadaj zawory rozszerzające: nieprawidłowe funkcjonowanie zastawki ekspansji może powodować nieregularne działanie, wytwarzanie wibracji lub nietypowych dźwięków. Sprawdź zawór pod kątem blokady lub uszkodzenia i wymień go w razie potrzeby.

Dlaczego warto wybrać Aivyter?

Jako wiodący ekspert w dziedzinie produkcji generatora ciekłego azotu Aivyter zapewnia niezrównaną wiedzę i innowacje. Specjalizujemy się w projektowaniu i produkcji wysokiej jakości, wydajnych generatorów ciekłego azotu dostosowanych do unikalnych potrzeb różnych branż.

Niezrównana jakość i niezawodność
Nasze produkty są opracowane z precyzją i budowane do trwania, zapewniając niezawodną produkcję azotu przy minimalnym przestojach. Zaawansowana technologia Aivytera gwarantuje optymalną wydajność, azot o wysokiej czystości i efektywność energetyczną.

Podejście zorientowane na klienta
priorytetowo traktujemy satysfakcję klientów, oferując spersonalizowane rozwiązania i wyjątkowe wsparcie po sprzedaży. Wybierz Aivyter dla niezawodnych, opłacalnych i najnowocześniejszych roztworów generatorów ciekłego azotu.