HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Kvapalný dusík s chemickým vzorcom N₂ je bezfarebná, bez zápachu a netoxická kvapalina získaná skvapalňovaním dusíka procesom hlbokého chladenia. Vďaka svojej extrémne nízkej teplote a rozmanitým aplikáciám sa široko používa vo vedeckom výskume, medicíne, priemysle a mrazení potravín. Ako teda vzniká kvapalný dusík? Tento článok poskytne podrobnú odpoveď na túto otázku z niekoľkých hľadísk: extrakcia dusíka, metóda separácie vzduchu hlbokým chladením, proces výroby kvapalného dusíka a jeho praktické aplikácie.

Extrakcia dusíka

Výroba kvapalného dusíka si vyžaduje prvý krok, ktorým je získanie čistého dusíka. Dusík je hlavnou zložkou zemskej atmosféry a tvorí 78 % objemu vzduchu. Extrakcia dusíka sa zvyčajne vykonáva pomocou technológie hlbokej separácie studeným vzduchom alebo metódami adsorpcie s kolísavým tlakom (PSA). Hlboká separácia studeným vzduchom je najbežnejšie používanou priemyselnou metódou. Stláčaním a ochladzovaním vzduchu sa oddeľuje kyslík, dusík a ďalšie plynné zložky pri rôznych teplotách. Metóda adsorpcie s kolísavým tlakom využíva rôzne adsorpčné vlastnosti adsorbentov pre rôzne plyny, čím sa dosahuje vysoko čistý dusík prostredníctvom cyklu adsorpcie a desorpcie. Tieto metódy zabezpečujú čistotu a kvalitu dusíka ako suroviny pre proces výroby kvapalného dusíka.

Metóda hlbokej separácie studeným vzduchom

Metóda hlbokej separácie studeným vzduchom je jedným z kľúčových krokov pri výrobe kvapalného dusíka. Táto metóda využíva rôzne body varu plynov vo vzduchu na skvapalňovanie a postupné odparovanie dusíka, kyslíka a ďalších plynných zložiek. Bod varu dusíka je -195,8 ℃, zatiaľ čo kyslíka je -183 ℃. Postupným znižovaním teploty sa najprv skvapalňuje kyslík a oddeľuje sa od ostatných plynov, pričom zostávajúca časť zostáva ako dusík s vyššou čistotou. Následne sa tento dusík ďalej ochladí pod bod varu, aby sa skvapalnil na kvapalný dusík, čo je základným princípom tvorby kvapalného dusíka.

Proces výroby tekutého dusíka

Proces výroby kvapalného dusíka zahŕňa niekoľko hlavných krokov: Najprv sa vzduch stlačí a vyčistí, aby sa odstránili nečistoty, ako je voda a oxid uhličitý; potom sa vzduch predchladí, zvyčajne na približne -100 ℃, aby sa zlepšila účinnosť separácie; ďalej sa vykoná hlboká studená separácia, pri ktorej sa plyn postupne ochladí na teplotu skvapalňovania dusíka, čím sa získa kvapalný dusík. V tomto procese zohrávajú výmenníky tepla a frakcionačné veže kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní účinného oddelenia rôznych zložiek pri vhodných teplotách. Nakoniec sa kvapalný dusík skladuje v špeciálne navrhnutých izolovaných nádobách, aby sa udržala jeho extrémne nízka teplota a zabránilo sa stratám odparovaním.

Technické výzvy pri tvorbe tekutého dusíka

Tvorba kvapalného dusíka si vyžaduje prekonanie niekoľkých technických výziev. Prvou je udržiavanie prostredia s nízkou teplotou, pretože bod varu kvapalného dusíka je extrémne nízky. Počas procesu skvapalňovania je potrebné udržiavať teplotu pod -195,8 ℃, čo si vyžaduje vysokovýkonné chladiace zariadenia a izolačné materiály. Po druhé, počas procesu hlbokého chladenia sa musí zabrániť nadmernej kondenzácii kyslíka, pretože kvapalný kyslík má silné oxidačné vlastnosti a predstavuje potenciálne bezpečnostné riziká. Preto musí byť počas procesu návrhu presne riadený proces separácie dusíka a kyslíka a musia sa použiť vhodné materiály na zaistenie bezpečnosti a stability systému. Okrem toho, preprava a skladovanie kvapalného dusíka si vyžaduje špeciálne navrhnuté Dewarove banky, aby sa zabránilo zvýšeniu teploty a strate kvapalného dusíka odparovaním.

Skutočné aplikácie tekutého dusíka

Nízkoteplotné vlastnosti tekutého dusíka ho robia široko použiteľným v rôznych oblastiach. V medicíne sa tekutý dusík používa v kryochirurgii a konzervácii tkanív, ako je zmrazovanie kožných lézií a konzervácia biologických vzoriek. V potravinárskom priemysle sa tekutý dusík používa na rýchle zmrazenie potravín, pretože jeho ultranízkoteplotné prostredie dokáže potraviny rýchlo zmraziť, čím sa znižuje poškodenie bunkovej štruktúry a tým sa zachováva pôvodná chuť a výživové hodnoty potravín. Vo výskumnej oblasti sa tekutý dusík široko používa vo výskume supravodivosti, experimentoch s nízkou teplotou fyziky atď., pričom poskytuje experimentálne prostredie s extrémne nízkou teplotou. Okrem toho sa tekutý dusík v priemyselnej výrobe používa pri spracovaní kovov, tepelnom spracovaní a ako inertný plyn na zabránenie vzniku určitých chemických reakcií. Záver

Proces tvorby kvapalného dusíka je zložitý fyzikálny proces, ktorý sa dosahuje najmä metódami hlbokej separácie studeným vzduchom a technológiami skvapalňovania. Nízkoteplotná vlastnosť kvapalného dusíka mu umožňuje zohrávať významnú úlohu v rôznych oblastiach, ako je priemysel, medicína a výskum. Od extrakcie plynného dusíka cez hlboké skvapalňovanie studeným vzduchom až po jeho aplikáciu, každý krok demonštruje silu pokročilých chladiacich a separačných technológií. V praktických prevádzkach musia technici tiež neustále optimalizovať výrobný proces, aby znížili spotrebu energie a zlepšili účinnosť výroby kvapalného dusíka.

Sme výrobcom a exportérom jednotiek na oddelenie vzduchu. Ak sa o nás chcete dozvedieť viac:

Kontaktná osoba: Anna

Tel./Whatsapp/Wechat: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com