קבוצת הטכנולוגיה של האנגז'ו נוז'ואו בע"מ

חנקן נוזלי, בעל הנוסחה הכימית N₂, הוא נוזל חסר צבע, חסר ריח ולא רעיל המתקבל על ידי הנזלת חנקן באמצעות תהליך קירור עמוק. הוא נמצא בשימוש נרחב במחקר מדעי, רפואה, תעשייה והקפאת מזון בשל טמפרטורתו הנמוכה במיוחד ויישומיו המגוונים. אז כיצד נוצר חנקן נוזלי? מאמר זה יספק תשובה מפורטת לשאלה זו מכמה היבטים: מיצוי חנקן, שיטת הפרדת אוויר בקירור עמוק, תהליך ייצור חנקן נוזלי ויישומיו המעשיים.

מיצוי חנקן

ייצור חנקן נוזלי דורש את הצעד הראשון של השגת חנקן טהור. חנקן הוא המרכיב העיקרי באטמוספירה של כדור הארץ, והוא מהווה 78% מנפח האוויר. הפקת חנקן מתבצעת בדרך כלל באמצעות טכנולוגיית הפרדת אוויר קר עמוקה או שיטות ספיחה בלחץ (PSA). הפרדת אוויר קר עמוקה היא השיטה התעשייתית הנפוצה ביותר. על ידי דחיסה וקירור האוויר, היא מפרידה חמצן, חנקן ורכיבי גז אחרים בטמפרטורות שונות. שיטת הספיחה בלחץ מנצלת את תכונות הספיחה השונות של חומרי סופחים עבור גזים שונים, ומשיגה חנקן בעל טוהר גבוה באמצעות מחזור של ספיחה ודסורפציה. שיטות אלו מבטיחות את טוהר ואיכות החנקן כחומר הגלם לתהליך ייצור החנקן הנוזלי.

שיטת הפרדת אוויר קר עמוקה

שיטת הפרדת אוויר קר עמוקה היא אחד השלבים המרכזיים בייצור חנקן נוזלי. שיטה זו מנצלת את נקודות הרתיחה השונות של גזים באוויר כדי להנזל ולאדות בהדרגה חנקן, חמצן ורכיבי גז אחרים. נקודת הרתיחה של חנקן היא -195.8 מעלות צלזיוס, בעוד שזו של חמצן היא -183 מעלות צלזיוס. על ידי הורדה הדרגתית של הטמפרטורה, חמצן מתנזל תחילה ומופרד מגזים אחרים, ומשאיר את החלק הנותר כחנקן בעל טוהר גבוה יותר. לאחר מכן, חנקן זה מקורר עוד יותר מתחת לנקודת הרתיחה שלו כדי להנזל אותו לחנקן נוזלי, שהוא העיקרון המרכזי של יצירת חנקן נוזלי.

תהליך ייצור חנקן נוזלי

תהליך ייצור החנקן הנוזלי כולל מספר שלבים עיקריים: ראשית, האוויר נדחס ומטוהר כדי להסיר זיהומים כגון מים ופחמן דו-חמצני; לאחר מכן, האוויר מקורר מראש, בדרך כלל לכ-100- מעלות צלזיוס כדי לשפר את יעילות ההפרדה; לאחר מכן, מתבצעת הפרדה קרה עמוקה, תוך קירור הדרגתי של הגז לטמפרטורת הנזלה של חנקן כדי לקבל גז חנקן נוזלי. בתהליך זה, מחליפי חום ומגדלי הפרדה ממלאים תפקיד מכריע בהבטחת הפרדה יעילה של רכיבים שונים בטמפרטורות מתאימות. לבסוף, גז החנקן הנוזלי מאוחסן במיכלים מבודדים שתוכננו במיוחד כדי לשמור על טמפרטורה נמוכה במיוחד ולמנוע אובדן אידוי.

אתגרים טכניים ביצירת חנקן נוזלי

היווצרות חנקן נוזלי דורשת התגברות על מספר אתגרים טכניים. הראשון הוא שמירה על סביבה בטמפרטורה נמוכה, מכיוון שנקודת הרתיחה של חנקן נוזלי נמוכה ביותר. במהלך תהליך ההנזלה, יש צורך לשמור על טמפרטורה מתחת ל-195.8- מעלות צלזיוס, דבר הדורש ציוד קירור וחומרי בידוד בעלי ביצועים גבוהים. שנית, במהלך תהליך הקור העמוק, יש להימנע מעיבוי מוגזם של חמצן מכיוון שלחמצן נוזלי יש תכונות חמצון חזקות והוא מהווה סכנות בטיחות פוטנציאליות. לכן, במהלך תהליך התכנון, יש לשלוט במדויק בתהליך הפרדת החנקן-חמצן, ויש להשתמש בחומרים מתאימים כדי להבטיח את בטיחות המערכת ויציבותה. בנוסף, הובלה ואחסון של חנקן נוזלי דורשים צלוחיות דיואר שתוכננו במיוחד כדי למנוע עליית טמפרטורה ואובדן אידוי חנקן נוזלי.

יישומים בפועל של חנקן נוזלי

תכונות הטמפרטורה הנמוכה של חנקן נוזלי הופכות אותו ליישום נרחב בתחומים שונים. ברפואה, חנקן נוזלי משמש בקריוכירורגיה ובשימור רקמות, כגון הקפאת נגעים בעור ושימור דגימות ביולוגיות. בתעשיית המזון, חנקן נוזלי משמש להקפאה מהירה של מזון, שכן סביבת הטמפרטורה הנמוכה במיוחד שלו יכולה להקפיא מזון במהירות, להפחית את הנזק למבנה התא ובכך לשמור על הטעם והערך התזונתי המקוריים של המזון. בתחום המחקר, חנקן נוזלי נמצא בשימוש נרחב במחקר מוליכות-על, ניסויים בפיזיקה בטמפרטורה נמוכה וכו', ומספק סביבת ניסוי בטמפרטורה נמוכה במיוחד. בנוסף, בייצור תעשייתי, חנקן נוזלי משמש בעיבוד מתכות, טיפול בחום וכגז אינרטי כדי למנוע התרחשות של תגובות כימיות מסוימות. סיכום

תהליך היווצרות חנקן נוזלי הוא תהליך פיזיקלי מורכב, המושג בעיקר באמצעות שיטות הפרדה עמוקות באוויר קר וטכנולוגיות הנזלה. תכונת הטמפרטורה הנמוכה של חנקן נוזלי הופכת אותו למלא תפקיד משמעותי בתחומים שונים כמו תעשייה, רפואה ומחקר. החל מחילוץ גז חנקן ועד להנזלה עמוקה קרה ולבסוף ליישומו, כל שלב מדגים את כוחן של טכנולוגיות קירור והפרדה מתקדמות. בפעולות מעשיות, טכנאים צריכים גם לייעל באופן רציף את תהליך הייצור כדי להפחית את צריכת האנרגיה ולשפר את יעילות ייצור החנקן הנוזלי.

אנחנו יצרן ויצואן של יחידות הפרדת אוויר. אם אתם רוצים לדעת עוד עלינו:

איש קשר: אנה

טלפון/וואטסאפ/ווצ'אט: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com