في مجال إنتاج الغاز الصناعي ، أصبح النيتروجين السائل وسيلة لا غنى عنها وهامة لخصائص درجة الحرارة المنخفضة الفريدة -. نظرًا لأن طريقة إنتاج النيتروجين السائل السائدة ، يمكن أن تنتج تقنية التبريد العميق النيتروجين السائل عالي النقاء ، من منظور الإنتاج النظري والعملي ، يكاد يكون من المستحيل تحقيق نقاء النيتروجين السائل المطلق بنسبة 100 ٪ الناتج عن البكر.
عوامل مهمة
نقاء النيتروجين السائل الناتج عن المبردة ، مفصولة على أساس الاختلافات المهمة في نقاط الغليان لكل مكون في الهواء. يتم ضغط الهواء أولاً ورفع الضغط ، ثم يتم إدخاله في جهاز التبريد ليبرد ، ثم يدخل المعدات الأساسية لبرج التقطير. في برج التقطير ، تكون نقطة غليان النيتروجين حوالي - 196 ، وهي منخفضة نسبيًا. هذا هو أول من يسيطر ومنفصل عن الغاز المختلط أثناء عملية التبريد التدريجية. من خلال تصميم الهيكل الداخلي لبرج التقطير بعناية ، مثل عدد لوحات البرج ، والتباعد ، ونوع الحشو وطريقة التعبئة ، وضبط ظروف التشغيل بدقة مثل درجة الحرارة والضغط وتدفق الغاز وما إلى ذلك ، يمكن تحسين نقاء النيتروجين السائل بشكل فعال. في أجهزة فصل الهواء الباردة المتقدمة الحديثة ، بعد عمليات التقطير المعقدة والخامة المعقدة ، يمكن أن تصل نقاء النيتروجين السائل عادة إلى أكثر من 99.999 ٪ ، وهو مستوى نقاء المستوى 5N المشار إليه عادة في الصناعة.
عرض البيانات ذات الصلة
في مؤسسة كبيرة لإنتاج الغاز المهنية ، عندما يتم تشغيل معدات فصل الهواء المبردة بشكل ثابت ، يتم اختبارها بواسطة أدوات الكشف الدقيقة العالية- لإنتاج النيتروجين السائل مع نقاء تصل إلى 99.995 ٪ ، وهو ما يلبي فعليًا احتياجات الصناعة التي تتطلب نقاء النيتروجين العالي للغاية. على سبيل المثال ، يتم استخدام تصنيع الرقائق الإلكترونية ، النيتروجين السائل العالي- للتبريد والحماية أثناء تصنيع الرقائق ، مما قد يضمن أداء رقاقة مستقر.
ومع ذلك ، حتى لو كانت التكنولوجيا الحالية يمكن أن تحقق مثل هذه النقاء العالي ، فإنها لا تزال بعيدة المنال من أجل نقاء مطلقة بنسبة 100 ٪. في الإنتاج الفعلي ، تقيد العديد من العوامل التحسن الإضافي في نقاء النيتروجين السائل.
تعقيد المواد الخام
بادئ ذي بدء ، فإن الهواء الخام ليس نقيًا تمامًا وله مكونات معقدة. بالإضافة إلى النيتروجين الرئيسي والأكسجين ، فإنه يحتوي أيضًا على الأرجون وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وغازات الشوائب الأخرى. على الرغم من أنه قبل دخول الهواء إلى النظام المبرد ، فإنه سيمر عبر عملية معالجة صارمة مثل اعتراض الشوائب الجسيمات الصلبة من خلال مرشحات فعالة ، وتقليل محتوى بخار الماء في معدات التجفيف ، ويسعى إلى إزالة معظم الشوائب ، بغض النظر عن مدى تقدم عملية المعالجة المتقدمة والكمال. على سبيل المثال ، يمكن أن ينخفض محتوى بخار الماء في الهواء إلى درجة حرارة نقطة الندى أقل من -65 درجة بعد المعالجة. ومع ذلك ، في البيئات المتطرفة المبردة ، قد لا يزال هناك كمية صغيرة جدًا من بخار الماء تتكثف ، والتي لها تأثير غير مؤهل على نقاء النيتروجين السائل. في صناعة تجميد الأغذية ، إذا تجاوزت شوائب بخار الماء في النيتروجين السائل المعيار ، فقد يؤدي ذلك إلى بلورات ثلجية في الطعام أثناء عملية التجمد ، مما يؤثر على طعم وجودة الطعام.
ثانياً ، إن أداء الجهاز وحالة الجهاز نفسه ليس مثاليًا. تتعرض لوحات البرج أو الحشو في برج التقطير للتآكل المتكرر والتآكل والآثار المادية لظروف العمل المعقدة لفترة طويلة ، وسوف تحدث مشاكل في التآكل والتوسيع ، مما يقلل بشكل خطير من كفاءة نقل الكتلة السائلة الغاز. يعد أداء ختم المعدات أمرًا ضروريًا أيضًا لنقاء النيتروجين السائل. إذا لم يكن الختم ضيقًا ، فسيخترق الهواء الخارجي بسهولة في النظام ، مما يؤدي إلى إدخال الشوائب مثل الأكسجين ، وبخار الماء ، والغبار ، وما إلى ذلك لتقليل نقاء النيتروجين السائل. تشير الإحصاءات ذات الصلة إلى أنه عندما يتم تسريب ختم المعدات قليلاً ، قد تنخفض نقاء النيتروجين السائل من 99.999 ٪ إلى حوالي 99.995 ٪ في فترة زمنية قصيرة ، والتي لها تأثير كبير على جودة الإنتاج. أخذ صناعة الحفظ الطبي على سبيل المثال ، قد يؤثر النيتروجين السائل المنخفض - على تأثير الحفاظ على العينات البيولوجية ، مما يؤدي إلى انخفاض نشاط العينة أو حتى الضرر.
النظر من منظور مادي
من منظور نظري ، بناءً على مبدأ الديناميكا الحرارية ، هناك حدود متأصلة في فصل المادة. حتى لو تم استخدام تقطير المرحلة Multiinite Multi - في ظل ظروف مثالية لإزالة جميع الشوائب تمامًا من النيتروجين السائل لتحقيق نقاء 100 ٪ ، تواجه العملية الفعلية العديد من العقبات التي لا يمكن التغلب عليها. مع زيادة مرحلة التقطير ، يزداد التعقيد والتكلفة واستهلاك الطاقة للمعدات بشكل كبير ، ويجعل عوامل مثل التفاعلات الجزيئية والحركة الحرارية على المستوى المجهري من الصعب للغاية فصل الشوائب تمامًا.
يمكن للنيتروجين السائل الناتج عن المبردة تحقيق نقاء مرتفع للغاية مع التكنولوجيا المتقدمة ويفي بالاحتياجات الصارمة لمعظم الصناعات. ومع ذلك ، نظرًا للقيود الشاملة للعوامل المختلفة مثل بقايا الشوائب في الهواء الخام ، وفقدان تشغيل المعدات ، والحدود النظرية الديناميكية الحرارية ، يكاد يكون من المستحيل على النيتروجين السائل الوصول إلى نقاء 100 ٪. ومع ذلك ، مع التقدم المستمر للتكنولوجيا ، من المتوقع أن يوفر البحث وتطوير مواد امتصاص جديدة ، وتحسين عمليات تصنيع المعدات وترقية تكنولوجيا التحكم في الأتمتة ، مما يوفر نقاء النيتروجين السائل ، وتوفير منتجات نيتروجين سائلة أفضل لتطوير مختلف الصناعات ، وتعزيز الصناعات ذات الصلة إلى مستوى أعلى.
