Generator de azot lichid: un ghid complet pentru producție, tehnici și aplicații

Generatoarele de azot lichid s -au dovedit a fi o revoluție în diferite industrii dintr -o lume supusă preciziei și eficienței. Acestea oferă o soluție ușoară pentru producerea la cerere de azot lichid utilizat în mod specific în diferite aplicații, de la criogeni la conservarea alimentelor la costuri foarte mici.

Dar cum funcționează? Ce avantaje au și cum vă depanați unele probleme comune pentru a vă asigura că vor funcționa continuu? Acest articol este destinat să acopere tot ceea ce trebuie să știți despre generatoarele de azot lichid: părțile și componentele lor, soluțiile de depanare și gama de industrii în care aceste mașini sunt bazate pentru a oferi procese esențiale.

Ce este un generator de azot lichid?

Cum poate fi lichefiat azotul

Metoda de transformare a gazelor de azot într -o stare lichidă prin răcirea acestuia la o temperatură sub -196 ° C se numește lichefiere a azotului. Acest lucru se poate face cu ajutorul răcirii criogene și a altor sisteme de înaltă presiune.

Are o aplicație industrială semnificativă în care, după înghețare, depozitare și reacții chimice, proprietățile azotului lichid, adică, temperatura foarte scăzută și inerția sunt esențiale. Puritatea azotului, în general, devine o preocupare principală, deoarece impuritățile reduc eficiența și eficacitatea procesului de lichefiere.

Roluri de azot în industrii

• În fabricarea industrială , azotul este utilizat în sudură, tăiere laser și în anumite tratamente ale metalelor.

• Pentru asistență medicală , azotul lichid este utilizat pentru crioprezervarea eșantioanelor biologice, transportul de organe și utilizat în unele tratamente dermatologice, cum ar fi îndepărtarea de negi.

• În industria alimentelor și a băuturilor , păstrează mâncarea prin înghețarea flash, ajută la oferirea texturii înghețatei și creează atmosfere inerte în ambalaje pentru a controla stricarea.

Generarea azotului lichid la scară

Atunci când produceți azot lichid în masă, adoptarea echipamentelor specifice devine necesară pe baza diferitelor aplicații. Generatoarele industriale de azot lichid sunt concepute pentru o productivitate ridicată, ceea ce permite utilizarea lor în liniile de producție comercială.

Dimpotrivă, generatoarele mici compacte sunt utilizate în laboratoarele de cercetare și au doar cantitatea potrivită care este necesară pentru experimentarea științifică. Mulți producători au soluții generatoare personalizate care permit industriilor să le adapteze cerințele lor în producție și funcționare.

Cum funcționează procesul de generare a azotului lichid?

Sisteme newfangled pentru răcire

Primul act de lichefiere azot este răcirea aerului atmosferic la temperaturi foarte scăzute. Sistemele criogene se răcesc aerul sub punctul de fierbere al azotului (-196 ° C).

Această etapă este de obicei urmată de un ciclu de expansiune care a răcit drastic temperaturi înainte. Preluarea, implicând compresia aerului pentru a îndepărta căldura, inițializează acest proces. Schimbătorii de căldură eficienți și frigiderele sunt componente cruciale pentru ratele de răcire necesare.

Comprimarea aerului pentru o separare eficientă

Post-compresie și răcire, aerul este apoi supus presiunii ridicate, ceea ce ajută la separarea azotului de alte componente ale aerului. Acest lucru este posibil de către compresoarele care ar trebui să fie eficiente din punct de vedere energetic, în timp ce sunt capabile de prelucrarea cu volum mare a aerului.

Umiditatea și contaminarea sunt eliminate din aer înainte de a -l folosi pentru a produce un flux de gaz curat și uscat. O astfel de purificare este esențială pentru producerea azotului lichid de calitate.

Extragerea azotului din metode criogene

Procesul de separare începe după ce a comprimat și purificat aerul. Acest lucru se realizează în principal prin distilarea criogenică, prin care aerul este tratat la temperaturi foarte scăzute la care componentele sale se lichefiază la temperaturi diferite. Deoarece azotul are cel mai mic punct de fierbere printre principalele componente ale aerului, acesta poate fi separat mai întâi.

După aceea, azotul lichid este depozitat în rezervoare criogene izolate pentru a minimiza transferul de căldură și contaminarea până la utilizarea acestuia. Acest proces poate fi îmbunătățit în continuare prin adoptarea de tehnologii moderne, cum ar fi adsorbția de balansare a presiunii (PSA) și separarea membranei pentru a spori eficiența și scalabilitatea.

Parametri tehnici cheie ai generatorului de azot lichid

1. Puritatea azotului
   De obicei, puritățile de azot au fost cuprinse între 95% și 99,999%, crescând la niveluri de puritate mai mari pentru anumite aplicații, cum ar fi scopuri medicale sau de cercetare. Puritatea este determinată de performanța procesului de separare, cum ar fi distilarea criogenă sau PSA (adsorbția de balansare a presiunii).

2. Capacitatea de producție
   Capacitatea de producție se referă la cât de mult poate produce un generator de azot lichid într -un timp stabilit (adesea în litri/zi (LPD) sau metri cubi/oră (NM⊃3;/H)). Această performanță este influențată de designul generatorului, dimensiunea compresorului și eficiența procesului de separare.

3. Consumul de energie Consumul de energie este unul dintre cei mai importanți factori care afectează prețul operațional al generatoarelor de azot lichid. Măsura sa este exprimată în general în kilowatt (kW) pe unitatea de azot produs (kWh/nm³). În special, eficiența energetică depinde și de ciclurile de răcire obținute de sistem, schimbătoare de căldură și tipul compresorului.

4. Presiunea de funcționare
   Presiunea de funcționare arată presiunea sub care aerul intră în etapele de compresie și procesare ale sistemului. Aceasta este de obicei între 6 și 10 bar (1 bar = atmosferă). Presiunile ridicate au ca rezultat o separare și mai eficientă a moleculelor de azot, dar necesită o construcție mai robustă. Presiunea influențează dimensiunea și designul compresoarelor, precum și cât de eficientă este lichefierea în general.

5. Răcirea de control al temperaturii
   a trebuit să fie foarte precisă pe parcursul procesului de lichefiere, astfel încât aerul să poată fi răcit în intervalele necesare pentru lichefiere fără contaminare sau pierderi de eficiență. Sistemul general trebuie să rămână, de asemenea, la temperaturi uniforme, de la compresia aerului prin depozitarea lichidului de azot.

6. Eficiența compresoarelor
   compresoarele trebuie să gestioneze cantități voluminoase de aer și ar trebui să -și facă treaba la un consum redus de energie. Plantele de compresor în stadiu sunt utilizate în mod normal în sisteme vaste pentru creșterea atât a presiunii, cât și a temperaturii și a optimizării lichefierii. Eficiențele unui compresor depind mai mult de intrarea sa de putere în comparație cu volumul de aer comprimat.

7. Timpul ciclului
   de ciclu este definit ca durata necesară pentru procesarea unui lot întreg de aer în azot lichid. Timpurile de ciclu sunt mai scurte, ceea ce înseamnă de obicei o rată de producție mai rapidă, dar este necesar un sistem mai complex pentru a menține eficiența și stabilitatea. Un echilibru al timpului ciclului împotriva energiei este necesar pentru ca un generator să fie rentabil, fără a sacrifica performanța.

8. Intervale de întreținere
   întreținere ucide ziua pentru toate componentele - compresoarele, unitățile de refrigerare și sistemele de separare - prin care acestea ar efectua la un nivel dat. Programul de întreținere depinde de mediul de funcționare, de dimensiunea sistemului și de frecvența de utilizare. Fiabilitatea performanței pe toată durata vieții generatorului depinde de reducerea unor rezultate din intervale și de a purta prematur componente.

9. Nivelurile de zgomot
   Niveluri de zgomot, deși nu întotdeauna o preocupare în lumea industrială, reprezintă o specificație tehnică importantă, în special cu generatoarele din medii mai sensibile la zgomot sau conștienți de zgomot. Zgomotul provine de obicei din compresoare, supape de expansiune și alte componente mecanice. Reducerea zgomotului îmbunătățește condițiile de muncă, în special în cercetarea sau în facilitățile medicale în care generatorul poate avea apropierea de oameni.

10. Capacitatea de stocare și izolarea
    lichidului de azot trebuie depozitate la temperaturi extrem de scăzute, iar rezervoarele de depozitare trebuie să fie bine izolate pentru a preveni evaporarea. Calitatea izolației și capacitatea rezervoarelor de depozitare sunt parametri critici. Rezervoarele de depozitare sunt deseori concepute pentru a menține azot lichid la o presiune de aproximativ 1 până la 5 bar, asigurând depozitarea stabilă și transferul eficient către aplicații, după cum este necesar.

Care sunt avantajele și dezavantajele generatorului de azot lichid?

Avantajele generatoarelor de azot lichid industrial

• Eficiența costurilor
  cu generatorul de azot lichid, se poate atrage un drum lung pentru a elimina achiziționarea bugetară de azot, bazându-se pe ele doar pentru o dată; Apoi, costul real devine costul electric și de întreținere pentru funcționare, fiind astfel o metodă de aprovizionare mai durabilă și mai ieftină după un timp.

• Producția la cerere
  Generatoarele de azot lichid pot face posibilă întreprinderilor să producă azot la fața locului pentru consum imediat, eliberând astfel oferta de întârzieri prin oferta de lanț, oferind o mai mare flexibilitate, în special pentru întreprinderile în care cererea de azot fluctuează.

• Azot cu puritate ridicată
  Acești generatoare avansate de azot lichid pot produce azot pur, necesare în aplicații specifice, cum ar fi cercetarea medicală, criogeni și fabricarea semiconductorilor.

• De cele mai multe ori, ecologice
  , economic în producerea de azot la fața locului va însemna, de obicei, mai puțin azot și, prin urmare, reduce amprentele de carbon din emisiile implicate în furnizarea și stocarea azotului cu cilindru sau sursa livrată în vrac.

Dezavantaje ale generatorilor de azot lichid industrial

• Investiție inițială ridicată
  O mare cheltuială inițială este cumpărarea și instalarea unui generator de azot lichid. Acesta încorporează toate costurile echipamentelor, costurile pentru instalare, costuri de infrastructură și așa mai departe, care pot interzice companiilor mici sau celor cu cerere scăzută de azot.

• Cerințe de întreținere,
  va avea nevoie de o prezență constantă pentru a funcționa cel mai bine; implicând aceeași frecvență de serviciu pentru compresoare, sisteme de răcire și rezervoare de depozitare; Dacă este neglijat, această întreținere poate duce la reparații costisitoare și timp de oprire.

Care sunt aplicațiile cheie ale generatoarelor de azot lichid?

Crioprezervare și aplicații medicale

• Depozitarea eșantionului biologic: azotul lichid este utilizat în mod obișnuit pentru a stoca probe biologice precum sânge, spermă și embrioni la temperaturi ultra-scăzute pentru a-și păstra viabilitatea pentru utilizarea viitoare.

• Conservarea organelor: joacă un rol critic în conservarea organelor pentru transplant prin încetinirea proceselor metabolice și reducerea riscului de deteriorare a țesuturilor.

• Criochirurgie: Azotul lichid este utilizat în procedurile criochirurgicale pentru a trata țesuturile anormale sau bolnave, cum ar fi negi, leziuni precanceroase sau tumori, prin înghețarea și distrugerea acestora.

Industria alimentelor și a băuturilor

• Conservarea alimentelor: azotul lichid este utilizat pentru alimentele de îngheț fulger, textura, aroma și valoarea nutritivă prin scăderea rapidă a temperaturilor fără a forma cristale mari de gheață.

• Ambalaj alimentar: creează o atmosferă inertă în ambalaje, prevenind oxidarea și prelungirea duratei de valabilitate, în special pentru produse delicate precum chipsuri, nuci și gustări.

• Înghețată cu azot lichid: Unele unități alimentare folosesc azot lichid pentru a crea înghețată instantaneu, oferind o textură mai netedă și o experiență culinară unică pentru clienți.

Industrii chimice și farmaceutice

• Reacții chimice: Azotul lichid este utilizat pentru a crea medii la temperaturi scăzute pentru reacții care necesită afecțiuni criogene, cum ar fi în producerea anumitor substanțe chimice și farmaceutice.

• Depozitare farmaceutică: este utilizat pentru a stoca substanțe chimice sensibile, vaccinuri și medicamente care necesită temperaturi de îngheț pentru a menține stabilitatea și eficacitatea.

• Procese de uscare și înghețare: azotul lichid este utilizat în procesele de uscare de îngheț și pulbere, în special pentru materialele sensibile la căldură, asigurând că produsele își păstrează integritatea în timpul producției.

Cercetare și dezvoltare

• Aplicații de laborator: În laboratoare, azotul lichid este utilizat pentru materiale și instrumente de răcire, cum ar fi în înghețarea criogenă a probelor biologice sau a materialelor superconductoare de răcire.

• Testarea materialelor: ajută la testarea materialelor la temperaturi extreme, cum ar fi metale, aliaje și polimeri, prin simularea condițiilor criogene pentru a evalua proprietățile și performanțele lor.

• Reacții de accelerare: Cercetătorii folosesc azot lichid pentru a accelera anumite procese chimice care necesită răcire rapidă, cum ar fi în studiul ratelor de reacție sau formarea compușilor specifici.

Industrii de metal și electronice

• Tratamentul criogenic al metalelor: azot lichid este utilizat în tratamentul criogenic al metalelor pentru a îmbunătăți duritatea, durabilitatea și rezistența la uzură, în special în fabricarea de unelte, piese auto și componente aerospațiale.

• Fabricarea electronică: azot lichid este utilizat în producerea și testarea electronicelor, în special pentru componentele sensibile la răcire în timpul asamblării și asigurarea stabilității și longevității acestora la temperaturi extreme.

Aplicații de mediu

• Controlul poluării: Azotul lichid este utilizat în unitățile de separare a aerului pentru eliminarea oxigenului din aer pentru a crea atmosfere inerte pentru combustie sau pentru a reduce emisiile de oxizi de azot (NOX) în medii industriale.

• Industria petrolului și a gazelor: În sectorul petrolului și gazelor, azotul lichid este utilizat pentru stimularea puțurilor, testarea presiunii și furnizarea unei atmosfere inerte în timpul anumitor operații de foraj pentru a spori siguranța și performanța.

Soluții de depanare pentru generatoare de azot lichid industrial

1. Producție scăzută de azot sau fără producție de azot lichid

• Examinați funcționarea compresorului de aer: testați dacă un compresor de aer funcționează perfect sau nu, adică, pe cât posibil, trebuie să confirmați dacă producția de azot va fi bună imediat ce compresorul ar trebui să funcționeze la presiunea necesară. Căutați scurgeri, sigilii vechi sau deteriorate și supape de funcționare proaste datorită căreia performanța este compromisă.

• Verificați funcționalitatea sistemului criogenic: schimbătoarele de căldură criogenic și supapele de expansiune sunt cei mai critici contribuabili într -un proces de lichefiere. Pentru astfel de componente, trebuie asigurate curățenia lor și condițiile normale de funcționare. Orice blocaj sau combatere a acestor componente poate reduce eficacitatea sistemului în răcirea aerului și producerea azotului lichid.

• Verificați setările pentru presiune și temperatură: verificați dacă setările pentru presiune și temperatură îndeplinesc specificațiile stabilite de producător, deoarece setările greșite nu vor permite aerului să se lichefieze.

• Căutați contaminarea: dacă puritatea azotului este mai mică, va compromite producerea de contaminanți precum apa, uleiul sau particulele din alimentarea cu aer. Curățați sau înlocuiți filtrele, separatoarele de umiditate și orice alte sisteme de filtrare murdară implicate în proces.

2. puritatea scăzută a azotului lichid

• Examinați procesul de separare: puritatea azotului lichid este influențată de eficiența unității de separare a aerului. Dacă coloanele de separare a aerului sau de distilare funcționează defectuos, acestea pot să nu separe în mod corespunzător azotul de alte gaze. Verificați pentru orice probleme cu coloanele de distilare criogenă sau sistemele PSA (adsorbție de balansare a presiunii).

• Inspectați filtrele și materialele de adsorbție: în timp, materialele de adsorbție din sistemul PSA sau filtrele pot deveni saturate, reducând capacitatea sistemului de a obține puritatea necesară. Verificați și înlocuiți regulat aceste materiale, după cum este necesar.

• Verificați dacă există scurgeri de gaz: scurgerile în aportul de aer sau liniile de ieșire a azotului pot duce la impurități în azot. Inspectați toate conductele, sigiliile și conexiunile pentru scurgeri și înlocuiți garniturile sau componentele defecte.

3. Consum excesiv de energie

• Inspectați eficiența compresorului: un compresor care funcționează defectuos poate crește semnificativ consumul de energie. Asigurați -vă că compresoarele funcționează la o eficiență optimă, cu un lubrifiere corespunzătoare și fără uzură mecanică. Înlocuiți orice componente uzate, cum ar fi rulmenții sau garniturile care pot reduce eficiența.

• Izolația sistemului de revizuire: Izolația slabă în rezervoarele de depozitare criogene sau conductele poate duce la transferul de căldură, determinând sistemul să utilizeze mai multă energie pentru a menține temperaturi scăzute. Asigurați -vă că toate rezervoarele de depozitare și conductele sunt izolate în mod adecvat pentru a minimiza pierderea de energie.

• Optimizați setările de temperatură și presiune: asigurați -vă că presiunile și temperaturile de funcționare sunt ajustate corect pentru a maximiza eficiența energetică. Setările de înaltă presiune ar putea consuma mai multă putere, astfel încât să se asigure că se potrivesc cu rata de producție necesară de azot.

4. Oprire frecventă a sistemului sau defecțiuni

• Monitorizați supraîncălzirea: verificați sistemul de răcire și frigiderele utilizate în ciclul criogenic. Supraîncălzirea din cauza lichidului de răcire insuficientă sau a unui schimbător de căldură care funcționează defectuos poate determina închiderea automat automat pentru a preveni deteriorarea.

• Examinați supapele de reducere a presiunii: Valvele de reducere a presiunii defectuoase pot declanșa opriri inutile din cauza citirilor de presiune incorecte. Inspectați regulat supapele pentru semne de deteriorare sau uzură și înlocuiți -le după cum este necesar.

• Verificați defecțiunile sistemului de control: Dacă sistemele de control electronic, senzorii sau regulatorii funcționează defectuos, acestea pot duce la oprirea sistemului. Inspectați toți senzorii și controlerele pentru precizie și recalibrat sau înlocuiți -le după cum este necesar.

5. Zgomot sau vibrație neobișnuită

• Inspectați compresorul și rulmenții motorii: Zgomot sau vibrație neobișnuită poate indica rulmenți uzate sau părți nealiniate greșit în compresoare sau motoare. Inspectați și ungeți rulmenții în mod regulat și înlocuiți -le dacă prezintă semne de uzură.

• Verificați dacă există componente libere: piese libere din sistem, inclusiv elemente de fixare, pompe sau tuburi, pot duce la vibrații excesive. Strângeți toate conexiunile și asigurați -vă că toate componentele sunt sigure.

• Examinați supapele de expansiune: o supapă de expansiune care funcționează defectuos poate provoca funcționare neregulată, producând vibrații sau zgomote neobișnuite. Verificați supapa pentru blocaje sau deteriorare și înlocuiți -l, dacă este necesar.

De ce să alegeți Aivyter?

Ca expert principal în producția de generator de azot lichid, Aivyter oferă expertiză și inovație inegalabile. Suntem specializați în proiectarea și fabricarea de generatoare de azot lichid de înaltă calitate, eficiente, adaptate pentru a răspunde nevoilor unice ale diferitelor industrii.

Calitatea și fiabilitatea de neegalat
Produsele noastre sunt concepute cu precizie și construite pentru a dura, asigurând o producție fiabilă de azot cu timp de oprire minimă. Tehnologia avansată a lui Aivyter garantează performanțe optime, azot de mare puritate și eficiență energetică.

Abordarea centrată pe clienți,
prioritizăm satisfacția clienților, oferind soluții personalizate și asistență excepțională după vânzare. Alegeți Aivyter pentru soluții generatoare de azot lichid de încredere, rentabile și de ultimă oră.