HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Жидкий азот, с химической формулой N₂, представляет собой бесцветную, не имеющую запаха и нетоксичную жидкость, получаемую путем сжижения азота в процессе глубокого охлаждения. Благодаря своей чрезвычайно низкой температуре и разнообразию применений он широко используется в научных исследованиях, медицине, промышленности и заморозке пищевых продуктов. Итак, как образуется жидкий азот? В этой статье будет дан подробный ответ на этот вопрос с нескольких точек зрения: извлечение азота, метод глубокого охлаждения с разделением воздуха, процесс производства жидкого азота и его практическое применение.

Извлечение азота

Для производства жидкого азота первым этапом является получение чистого азота. Азот является основным компонентом атмосферы Земли, составляя 78% объема воздуха. Извлечение азота обычно осуществляется с помощью технологии глубокого холодного разделения воздуха или метода адсорбции с изменением давления (PSA). Глубокое холодное разделение воздуха является наиболее распространенным промышленным методом. Путем сжатия и охлаждения воздуха происходит разделение кислорода, азота и других газообразных компонентов при различных температурах. Метод адсорбции с изменением давления использует различные адсорбционные свойства адсорбентов для разных газов, обеспечивая получение высокочистого азота посредством цикла адсорбции и десорбции. Эти методы гарантируют чистоту и качество азота как сырья для процесса производства жидкого азота.

Метод глубокого разделения холодного воздуха

Метод глубокого холодного разделения воздуха является одним из ключевых этапов производства жидкого азота. Этот метод использует различные температуры кипения газов в воздухе для сжижения и постепенного испарения азота, кислорода и других газообразных компонентов. Температура кипения азота составляет -195,8℃, а кислорода — -183℃. Путем постепенного понижения температуры кислород сначала сжижается и отделяется от других газов, оставляя оставшуюся часть в виде азота более высокой чистоты. Затем этот азот дополнительно охлаждается ниже температуры кипения для сжижения до жидкого азота, что является основным принципом образования жидкого азота.

Процесс производства жидкого азота

Процесс производства жидкого азота включает несколько основных этапов: сначала воздух сжимается и очищается от примесей, таких как вода и диоксид углерода; затем воздух предварительно охлаждается, обычно до температуры около -100℃, для повышения эффективности разделения; далее проводится глубокое холодное разделение, при котором газ постепенно охлаждается до температуры сжижения азота для получения жидкого азота. В этом процессе теплообменники и фракционирующие башни играют решающую роль в обеспечении эффективного разделения различных компонентов при соответствующих температурах. Наконец, жидкий азот хранится в специально разработанных изолированных контейнерах для поддержания его чрезвычайно низкой температуры и предотвращения потерь от испарения.

Технические проблемы при образовании жидкого азота

Получение жидкого азота требует преодоления ряда технических трудностей. Во-первых, необходимо поддерживать низкую температуру, поскольку температура кипения жидкого азота чрезвычайно низка. В процессе сжижения необходимо поддерживать температуру ниже -195,8℃, что требует использования высокоэффективного холодильного оборудования и изоляционных материалов. Во-вторых, в процессе глубокого охлаждения необходимо избегать чрезмерной конденсации кислорода, поскольку жидкий кислород обладает сильными окислительными свойствами и представляет потенциальную опасность. Поэтому на этапе проектирования необходимо точно контролировать процесс разделения азота и кислорода и использовать соответствующие материалы для обеспечения безопасности и стабильности системы. Кроме того, для транспортировки и хранения жидкого азота требуются специально разработанные сосуды Дьюара, предотвращающие повышение температуры и потери жидкого азота из-за испарения.

Практическое применение жидкого азота

Низкотемпературные свойства жидкого азота обуславливают его широкое применение в различных областях. В медицине жидкий азот используется в криохирургии и для сохранения тканей, например, для замораживания кожных поражений и сохранения биологических образцов. В пищевой промышленности жидкий азот используется для быстрой заморозки продуктов, поскольку его сверхнизкая температура позволяет быстро замораживать продукты, уменьшая повреждение клеточной структуры и, таким образом, сохраняя первоначальный вкус и питательные свойства пищи. В научных исследованиях жидкий азот широко используется в исследованиях сверхпроводимости, экспериментах по низкотемпературной физике и т. д., обеспечивая чрезвычайно низкотемпературную экспериментальную среду. Кроме того, в промышленном производстве жидкий азот используется в металлообработке, термообработке и в качестве инертного газа для предотвращения протекания определенных химических реакций. Заключение

Процесс образования жидкого азота — это сложный физический процесс, осуществляемый главным образом с помощью методов глубокого холодного сжижения и технологий сжижения. Низкотемпературные свойства жидкого азота обуславливают его важную роль в различных областях, таких как промышленность, медицина и научные исследования. От извлечения газообразного азота до глубокого холодного сжижения и, наконец, до его применения, каждый этап демонстрирует возможности передовых технологий охлаждения и сепарации. В практической работе специалистам также необходимо постоянно оптимизировать производственный процесс для снижения энергопотребления и повышения эффективности производства жидкого азота.

Мы являемся производителем и экспортером воздухоразделительных установок. Если вы хотите узнать о нас больше:

Контактное лицо: Анна

Тел./WhatsApp/WeChat: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com