A produção de nitrogênio por resfriamento profundo tem uma história de quase cem anos e o fluxo do processo está melhorando constantemente. A produção de nitrogênio por adsorção por oscilação de pressão é uma tecnologia desenvolvida nas últimas décadas e amplamente aceita pelo mercado. Este artigo compara as diferenças entre os dois em termos de processos, custos, operações e tipos de produtos e tira conclusões relevantes. 1. O fluxo típico do processo de produção de nitrogênio criogênico: Todo o processo consiste em compressão e purificação de ar, separação de ar e vaporização de nitrogênio líquido. O ar comprimido e purificado entra no compressor de ar após ser limpo de poeira e impurezas mecânicas através de um filtro de ar, comprimido na pressão necessária e depois enviado ao refrigerador de ar para reduzir a temperatura do ar. Em seguida, entre no purificador de secagem de ar para remover água, dióxido de carbono, acetileno e outros hidrocarbonetos do ar. Separação de ar: O ar purificado entra no trocador de calor principal na torre de separação de ar e é resfriado até a temperatura de saturação pelo gás de refluxo (produto nitrogênio, gás residual). Em seguida, é enviado para o fundo da torre de destilação para obter gás nitrogênio no topo da torre. O ar líquido é então estrangulado e enviado ao evaporador de condensação para evaporação. Ao mesmo tempo, parte do gás nitrogênio enviado pela torre de destilação é condensado. Parte do nitrogênio líquido condensado é usada como líquido de refluxo da torre de destilação, e a outra parte é usada como produto de nitrogênio líquido para sair da torre de separação de ar. O gás de exaustão do evaporador de condensação é reaquecido pelo trocador de calor principal até cerca de 130K e entra na unidade de expansão e refrigeração para fornecer capacidade de resfriamento para a torre de separação de ar. Uma porção do gás expandido é utilizada para regeneração e resfriamento da peneira molecular e depois descarregada na atmosfera através de um silenciador. Vaporização de nitrogênio líquido: O nitrogênio líquido da torre de separação de ar entra no tanque de armazenamento de nitrogênio líquido para armazenamento. Durante a manutenção do equipamento de separação de ar, o nitrogênio líquido no tanque de armazenamento entra no vaporizador e é aquecido antes de ser enviado para a tubulação de nitrogênio do produto. A produção criogênica de nitrogênio pode produzir nitrogênio com pureza de 99,999%. 2. Introdução ao equipamento principal: Filtro de ar: Para reduzir o desgaste da superfície de movimento mecânico dentro do compressor de ar e garantir a qualidade do ar, o ar deve primeiro passar pelo filtro de ar para remover poeira e outras impurezas antes de entrar no compressor de ar . Atualmente, os compressores de ar usam principalmente filtros de eficiência grossa ou filtros de eficiência média para entrada de ar. Compressores de ar: De acordo com o princípio de funcionamento, os compressores de ar podem ser divididos em duas categorias: compressores volumétricos e de velocidade. Atualmente, os compressores de ar usam principalmente compressores de ar do tipo plugue alternativo, compressores de ar centrífugos e resfriadores de ar comprimido do tipo parafuso: eles são usados para reduzir a temperatura do ar comprimido antes de entrar no purificador de secagem de ar e na torre de separação de ar, evitando flutuações significativas no temperatura de entrada e pode analisar a maior parte da umidade do ar comprimido. Normalmente, refrigeradores de água de nitrogênio (consistindo em uma torre de resfriamento de água e uma torre de resfriamento de ar: a torre de resfriamento de água resfria a água circulante com o gás de exaustão da torre de separação de ar, e a torre de resfriamento de ar resfria o ar com a água circulante do torre de resfriamento de água) e refrigeradores de ar Freon são usados. Purificador de secagem de ar: O ar comprimido ainda contém uma certa quantidade de água, dióxido de carbono, acetileno e outros hidrocarbonetos após passar pelo refrigerador de ar. A deposição de água congelada e dióxido de carbono na torre de separação de ar pode bloquear canais, tubulações e válvulas. O acúmulo de acetileno no oxigênio líquido representa risco de explosão e a poeira pode desgastar o maquinário em operação. Para garantir a operação segura a longo prazo da unidade de separação de ar, deve ser instalado equipamento de purificação especializado para remover essas impurezas. Os métodos mais comumente usados para purificação do ar são adsorção e congelamento. Atualmente, o método de adsorção por peneira molecular é amplamente utilizado em plantas de produção de nitrogênio de pequeno e médio porte na China.
