Die Miniaturisierung von industriellem Flüssigstickstoff bezieht sich üblicherweise auf die Produktion von Flüssigstickstoff in relativ kleinen Geräten oder Systemen. Dieser Trend zur Miniaturisierung macht die Produktion von Flüssigstickstoff flexibler, tragbarer und für ein breiteres Anwendungsspektrum geeignet.
Zur Miniaturisierung von industriellem Flüssigstickstoff gibt es vor allem folgende Methoden:
Vereinfachte Flüssigstickstoffaufbereitungsanlagen: Diese Anlagen nutzen typischerweise Luftzerlegungstechnologie, um Stickstoff aus der Luft zu extrahieren, beispielsweise durch Adsorption oder Membrantrennung. Anschließend kühlen Kälteanlagen oder Expander den Stickstoff ab, bis er verflüssigt ist. Diese Anlagen sind in der Regel kompakter als große Luftzerlegungsanlagen und eignen sich für den Einsatz in kleinen Anlagen, Laboren oder überall dort, wo Stickstoff vor Ort produziert werden muss.
Miniaturisierung der Niedertemperatur-Luftzerlegung: Die Niedertemperatur-Luftzerlegung ist ein gängiges Verfahren zur industriellen Stickstoffproduktion. Flüssiger Stickstoff wird durch mehrstufige Kompression, Kühlexpansion und weitere Prozesse gereinigt. Miniaturisierte Niedertemperatur-Luftzerlegungsanlagen nutzen häufig fortschrittliche Kältetechnik und effiziente Wärmetauscher, um die Gerätegröße zu reduzieren und die Energieeffizienz zu verbessern.
Miniaturisierung der Vakuumverdampfungsmethode: Unter Hochvakuumbedingungen wird gasförmiger Stickstoff unter Druck allmählich verdampft, wodurch seine Temperatur sinkt und schließlich flüssiger Stickstoff entsteht. Dieses Verfahren kann durch miniaturisierte Vakuumsysteme und Verdampfer realisiert werden und eignet sich für Anwendungen, bei denen eine schnelle Stickstoffproduktion erforderlich ist.
Die Miniaturisierung von industriellem Flüssigstickstoff bietet folgende Vorteile:
Flexibilität: Die miniaturisierte Anlage zur Produktion von flüssigem Stickstoff kann je nach tatsächlichem Bedarf bewegt und eingesetzt werden, um sich an die Anforderungen verschiedener Anlässe anzupassen.
Tragbarkeit: Das Gerät ist klein, leicht zu tragen und zu transportieren und ermöglicht die schnelle Einrichtung von Stickstoffproduktionssystemen vor Ort.
Effizienz: Miniaturisierte Anlagen zur Produktion von flüssigem Stickstoff nutzen häufig fortschrittliche Technologie und effiziente Wärmetauscher, um die Energieeffizienz zu verbessern und den Energieverbrauch zu senken.
Umweltschutz: Flüssiger Stickstoff als sauberes Kühlmittel erzeugt bei der Verwendung keine schädlichen Substanzen und ist umweltfreundlich.
Der Prozess der Flüssigstickstoffproduktion umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte. Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Prozesseinführung:
Luftkompression und -reinigung:
1. Die Luft wird zunächst durch den Luftkompressor komprimiert.
2. Die Druckluft wird gekühlt und gereinigt, um Prozessluft zu werden.
Wärmeübertragung und Verflüssigung:
1. Die Prozessluft wird durch den Hauptwärmetauscher mit dem Niedertemperaturgas in einen Wärmeaustausch überführt, um Flüssigkeit zu erzeugen und in den Fraktionierturm zu gelangen.
2. Niedrige Temperaturen werden durch die Expansion von Hochdruckluft durch Drosselung oder die Expansion von Mitteldruckluft durch Expander verursacht.
Fraktionierung und Reinigung:
1. Im Fraktionator wird Luft durch mehrere Bodenschichten destilliert.
2. Am oberen Ende der unteren Säule des Fraktionators wird reiner Stickstoff erzeugt.
Kältekapazität und Produktleistung recyceln:
1. Der reine Stickstoff mit niedriger Temperatur aus dem unteren Turm gelangt in den Hauptwärmetauscher und gewinnt die Kältemenge durch Wärmeaustausch mit der Prozessluft zurück.
2. Wiedererhitzter reiner Stickstoff wird als Produkt ausgegeben und wird zu Stickstoff, der vom nachgelagerten System benötigt wird.
Herstellung von verflüssigtem Stickstoff:
1. Der durch die obigen 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 und muss daher unter strengen Bedingungen gelagert und transportiert werden.
Lagerung und Haltbarkeit:
1. Flüssiger Stickstoff wird in speziellen Behältern gelagert, die normalerweise über gute Isoliereigenschaften verfügen, um die Verdunstungsrate des flüssigen Stickstoffs zu verlangsamen.
2. Um die Qualität und Stabilität des flüssigen Stickstoffs sicherzustellen, müssen die Dichtheit des Vorratsbehälters und die Menge des flüssigen Stickstoffs regelmäßig überprüft werden.
Veröffentlichungszeit: 25. Mai 2024