Die Miniaturisierung von industriellem Flüssigstickstoff bezieht sich üblicherweise auf die Produktion von Flüssigstickstoff in relativ kleinen Anlagen oder Systemen. Dieser Trend zur Miniaturisierung macht die Flüssigstickstoffproduktion flexibler, mobiler und für ein breiteres Anwendungsspektrum geeignet.
Für die Miniaturisierung von industriellem Flüssigstickstoff gibt es hauptsächlich folgende Methoden:
Vereinfachte Flüssigstickstoff-Aufbereitungsanlagen: Diese Anlagen nutzen typischerweise Luftzerlegungstechnologie, um Stickstoff mittels Adsorption oder Membrantrennverfahren aus der Luft zu gewinnen. Anschließend wird der Stickstoff mithilfe von Kälteanlagen oder Expansionsgeräten verflüssigt. Sie sind in der Regel kompakter als große Luftzerlegungsanlagen und eignen sich für den Einsatz in kleinen Betrieben, Laboren oder überall dort, wo Stickstoff vor Ort produziert werden muss.
Miniaturisierung der Niedertemperatur-Luftzerlegung: Die Niedertemperatur-Luftzerlegung ist ein gängiges industrielles Verfahren zur Stickstoffgewinnung. Flüssiger Stickstoff wird dabei durch mehrstufige Kompression, Kühlung, Expansion und weitere Prozesse gereinigt. Miniaturisierte Niedertemperatur-Luftzerlegungsanlagen nutzen häufig fortschrittliche Kältetechnik und effiziente Wärmetauscher, um die Anlagengröße zu reduzieren und die Energieeffizienz zu verbessern.
Miniaturisierung des Vakuumverdampfungsverfahrens: Unter Hochvakuumbedingungen wird gasförmiger Stickstoff unter Druck schrittweise verdampft, wodurch seine Temperatur sinkt und schließlich flüssiger Stickstoff gewonnen wird. Dieses Verfahren lässt sich mit miniaturisierten Vakuumsystemen und Verdampfern realisieren und eignet sich für Anwendungen, die eine schnelle Stickstoffproduktion erfordern.
Die Miniaturisierung von industriellem Flüssigstickstoff bietet folgende Vorteile:
Flexibilität: Die miniaturisierten Flüssigstickstoff-Produktionsanlagen können je nach Bedarf bewegt und eingesetzt werden, um sich an die Anforderungen verschiedener Anlässe anzupassen.
Portabilität: Das Gerät ist klein, leicht zu tragen und zu transportieren und ermöglicht die schnelle Einrichtung von Stickstoffproduktionssystemen vor Ort.
Effizienz: Miniaturisierte Flüssigstickstoff-Produktionsanlagen nutzen häufig fortschrittliche Technologien und effiziente Wärmetauscher, um die Energieeffizienz zu verbessern und den Energieverbrauch zu reduzieren.
Umweltschutz: Flüssiger Stickstoff ist ein sauberes Kühlmittel, das bei der Verwendung keine schädlichen Substanzen erzeugt und umweltschonend ist.
Der Prozess der Flüssigstickstoffherstellung umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte; im Folgenden wird der Prozess detailliert beschrieben:
Luftkompression und -reinigung:
1. Zuerst wird die Luft durch den Luftkompressor verdichtet.
2. Die Druckluft wird gekühlt und gereinigt, um zu Prozessluft zu werden.
Wärmeübertragung und Verflüssigung:
1. Die Prozessluft wird über den Hauptwärmetauscher mit dem Niedertemperaturgas erwärmt, um eine Flüssigkeit zu erzeugen, die dann in den Fraktionierturm gelangt.
2. Niedrige Temperaturen entstehen durch die Ausdehnung der Hochdruckluftdrosselung oder durch die Ausdehnung des Mitteldruckluftexpanders.
Fraktionierung und Reinigung:
1. Die Luft wird im Fraktionator durch Schichten von Böden destilliert.
2. Reiner Stickstoff wird am oberen Ende der unteren Fraktionierkolonne erzeugt.
Recycling-Kältekapazität und Produktausstoß:
1. Der aus dem unteren Turm stammende, kalte Reinstickstoff gelangt in den Hauptwärmetauscher und gewinnt durch Wärmeaustausch mit der Prozessluft die Kälte zurück.
2. Wiedererhitzter reiner Stickstoff wird als Produkt ausgegeben und wird zum Stickstoff, der vom nachfolgenden System benötigt wird.
Herstellung von verflüssigtem Stickstoff:
1. Der durch die oben genannten Schritte gewonnene Stickstoff wird unter bestimmten Bedingungen (wie niedriger Temperatur und hohem Druck) weiter verflüssigt, um flüssigen Stickstoff zu bilden.
2. Flüssiger Stickstoff hat einen extrem niedrigen Siedepunkt von etwa -196 Grad Celsius, daher muss er unter strengen Bedingungen gelagert und transportiert werden.
Lagerung und Stabilität:
1. Flüssiger Stickstoff wird in speziellen Behältern gelagert, die in der Regel über gute Isoliereigenschaften verfügen, um die Verdunstungsrate des flüssigen Stickstoffs zu verlangsamen.
2. Um die Qualität und Stabilität des flüssigen Stickstoffs zu gewährleisten, ist es notwendig, regelmäßig die Dichtheit des Lagerbehälters und die Menge des flüssigen Stickstoffs zu überprüfen.
Veröffentlichungsdatum: 25. Mai 2024
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