HANGZHOU NUZHUO TEHNOLOOGIAGRUPP LTD.

Vedel lämmastik, mille keemiline valem on N₂, on värvitu, lõhnatu ja mittetoksiline vedelik, mis saadakse lämmastiku veeldamisel sügavjahutuse teel. Seda kasutatakse laialdaselt teadusuuringutes, meditsiinis, tööstuses ja toidu külmutamisel tänu oma äärmiselt madalale temperatuurile ja mitmekesisele rakendusele. Kuidas siis vedel lämmastik moodustub? See artikkel annab sellele küsimusele üksikasjaliku vastuse mitmest aspektist: lämmastiku eraldamine, sügavjahutuse õhu eraldamise meetod, vedela lämmastiku tootmise protsess ja selle praktilised rakendused.

Lämmastiku ekstraheerimine

Vedela lämmastiku tootmiseks on vaja esimest sammu puhta lämmastiku saamiseks. Lämmastik on Maa atmosfääri peamine komponent, moodustades 78% õhu mahust. Lämmastiku eraldamine toimub tavaliselt sügavkülma õhu eraldamise tehnoloogia või rõhukõikumise adsorptsiooni (PSA) meetodite abil. Sügavkülma õhu eraldamine on tööstuslikult kõige sagedamini kasutatav meetod. Õhu kokkusurumise ja jahutamise teel eraldatakse hapnik, lämmastik ja muud gaasikomponendid erinevatel temperatuuridel. Rõhukõikumise adsorptsioonimeetod kasutab ära adsorbentide erinevaid adsorptsiooniomadusi erinevate gaaside puhul, saavutades adsorptsiooni ja desorptsiooni tsükli abil kõrge puhtusastmega lämmastiku. Need meetodid tagavad vedela lämmastiku tootmisprotsessi toorainena kasutatava lämmastiku puhtuse ja kvaliteedi.

Sügava külma õhu eraldamise meetod

Sügavkülma õhu eraldamise meetod on vedela lämmastiku tootmise üks põhietappe. See meetod kasutab õhus olevate gaaside erinevaid keemistemperatuure lämmastiku, hapniku ja muude gaasikomponentide veeldamiseks ja järkjärguliseks aurustamiseks. Lämmastiku keemistemperatuur on -195,8 ℃, hapniku keemistemperatuur aga -183 ℃. Temperatuuri järkjärgulise langetamisega veeldatakse kõigepealt hapnik ja eraldatakse see teistest gaasidest, jättes ülejäänud osa puhtama lämmastikuna. Seejärel jahutatakse seda lämmastikku veelgi allapoole keemistemperatuuri, et veeldada see vedelaks lämmastikuks, mis on vedela lämmastiku moodustumise põhiprintsiip.

Vedela lämmastiku tootmise protsess

Vedela lämmastiku tootmise protsess hõlmab mitut peamist etappi: esiteks surutakse õhk kokku ja puhastatakse, et eemaldada lisandid, näiteks vesi ja süsinikdioksiid; seejärel jahutatakse õhk eelnevalt, tavaliselt umbes -100 ℃-ni, et parandada eraldamise efektiivsust; järgmisena teostatakse sügavkülmeraldus, mille käigus jahutatakse gaas järk-järgult lämmastiku veeldamistemperatuurini, et saada vedel lämmastikgaas. Selles protsessis mängivad soojusvahetid ja fraktsioneerimistornid olulist rolli erinevate komponentide tõhusa eraldamise tagamisel sobivatel temperatuuridel. Lõpuks hoitakse vedelat lämmastikgaasi spetsiaalselt selleks loodud isoleeritud mahutites, et säilitada selle äärmiselt madal temperatuur ja vältida aurustumise kadu.

Vedela lämmastiku moodustamise tehnilised väljakutsed

Vedela lämmastiku moodustamiseks on vaja ületada mitmeid tehnilisi väljakutseid. Esiteks on vaja säilitada madalat temperatuuri, kuna vedela lämmastiku keemistemperatuur on äärmiselt madal. Veeldamisprotsessi ajal on vaja hoida temperatuuri alla -195,8 ℃, mis nõuab suure jõudlusega jahutusseadmeid ja isolatsioonimaterjale. Teiseks tuleb sügavkülmaprotsessi ajal vältida hapniku liigset kondenseerumist, kuna vedelal hapnikul on tugevad oksüdeerivad omadused ja see kujutab endast potentsiaalset ohutusriski. Seetõttu tuleb projekteerimisprotsessi käigus lämmastiku ja hapniku eraldamise protsessi täpselt kontrollida ning süsteemi ohutuse ja stabiilsuse tagamiseks tuleb kasutada sobivaid materjale. Lisaks nõuab vedela lämmastiku transportimine ja ladustamine spetsiaalselt projekteeritud Dewari kolbe, et vältida temperatuuri tõusu ja vedela lämmastiku aurustumise kadu.

Vedela lämmastiku tegelikud rakendused

Vedel lämmastiku madalatemperatuurilised omadused muudavad selle laialdaselt kasutatavaks erinevates valdkondades. Meditsiinis kasutatakse vedelat lämmastikku krüokirurgias ja kudede säilitamisel, näiteks nahakahjustuste külmutamisel ja bioloogiliste proovide säilitamisel. Toiduainetööstuses kasutatakse vedelat lämmastikku toidu kiireks külmutamiseks, kuna selle ülimadala temperatuuriga keskkond suudab toitu kiiresti külmutada, vähendades rakustruktuuri kahjustusi ja säilitades seeläbi toidu algse maitse ja toiteväärtuse. Uurimisvaldkonnas kasutatakse vedelat lämmastikku laialdaselt ülijuhtivuse uuringutes, madalatemperatuurilistes füüsikakatsetes jne, pakkudes äärmiselt madalatemperatuurilist katsekeskkonda. Lisaks kasutatakse vedelat lämmastikku tööstuslikus tootmises metallide töötlemisel, kuumtöötluses ja inertse gaasina teatud keemiliste reaktsioonide vältimiseks. Kokkuvõte

Vedela lämmastiku moodustumise protsess on keeruline füüsikaline protsess, mis saavutatakse peamiselt sügavkülma õhu eraldamise meetodite ja veeldamistehnoloogiate abil. Vedela lämmastiku madalatemperatuuriline omadus annab sellele olulise rolli erinevates valdkondades, nagu tööstus, meditsiin ja teadustöö. Alates lämmastikgaasi ekstraheerimisest kuni sügavkülma veeldamiseni ja lõpuks selle rakendamiseni demonstreerib iga samm täiustatud jahutus- ja eraldustehnoloogiate võimsust. Praktikas peavad tehnikud pidevalt optimeerima ka tootmisprotsessi, et vähendada energiatarbimist ja parandada vedela lämmastiku tootmise efektiivsust.

Oleme õhueraldusseadmete tootja ja eksportija. Kui soovite meie kohta rohkem teada saada：

Kontaktisik: Anna

Tel./WhatsApp/Wechat: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com