HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO., LTD.

Tekoči dušik s kemijsko formulo N₂ je brezbarvna, brez vonja in nestrupena tekočina, pridobljena z utekočinjanjem dušika s postopkom globokega hlajenja. Zaradi izjemno nizke temperature in raznolikih uporab se pogosto uporablja v znanstvenih raziskavah, medicini, industriji in zamrzovanju hrane. Kako torej nastane tekoči dušik? Ta članek bo na to vprašanje podrobno odgovoril z več vidikov: pridobivanje dušika, metoda ločevanja zraka z globokim hlajenjem, postopek proizvodnje tekočega dušika in njegova praktična uporaba.

Ekstrakcija dušika

Proizvodnja tekočega dušika zahteva prvi korak pridobivanja čistega dušika. Dušik je glavna sestavina Zemljine atmosfere in predstavlja 78 % volumna zraka. Pridobivanje dušika se običajno izvaja s tehnologijo globokega ločevanja s hladnim zrakom ali z metodami adsorpcije z nihanjem tlaka (PSA). Globoko ločevanje s hladnim zrakom je najpogosteje uporabljena industrijska metoda. S stiskanjem in hlajenjem zraka se kisik, dušik in druge plinske komponente ločujejo pri različnih temperaturah. Metoda adsorpcije z nihanjem tlaka izkorišča različne adsorpcijske lastnosti adsorbentov za različne pline, s čimer se s ciklom adsorpcije in desorpcije doseže dušik visoke čistosti. Te metode zagotavljajo čistost in kakovost dušika kot surovine za postopek proizvodnje tekočega dušika.

Metoda globokega ločevanja s hladnim zrakom

Metoda globokega ločevanja s hladnim zrakom je eden ključnih korakov pri proizvodnji tekočega dušika. Ta metoda izkorišča različna vrelišča plinov v zraku za utekočinjanje in postopno izhlapevanje dušika, kisika in drugih plinskih komponent. Vrelišče dušika je -195,8 ℃, medtem ko je vrelišče kisika -183 ℃. S postopnim zniževanjem temperature se najprej utekočini kisik in loči od drugih plinov, preostali del pa ostane kot dušik višje čistosti. Nato se ta dušik dodatno ohladi pod vrelišče, da se utekočini v tekoči dušik, kar je osnovno načelo nastajanja tekočega dušika.

Postopek proizvodnje tekočega dušika

Postopek proizvodnje tekočega dušika vključuje več glavnih korakov: najprej se zrak stisne in prečisti, da se odstranijo nečistoče, kot sta voda in ogljikov dioksid; nato se zrak predhodno ohladi, običajno na približno -100 ℃, da se izboljša učinkovitost ločevanja; nato se izvede globoko hladno ločevanje, pri katerem se plin postopoma ohladi na temperaturo utekočinjanja dušika, da se dobi tekoči dušik v plinastem stanju. V tem postopku imajo toplotni izmenjevalniki in frakcionacijski stolpi ključno vlogo pri zagotavljanju učinkovitega ločevanja različnih komponent pri ustreznih temperaturah. Nazadnje se tekoči dušik v plinastem stanju shrani v posebej zasnovanih izoliranih posodah, da se ohrani njegova izjemno nizka temperatura in preprečijo izgube zaradi izhlapevanja.

Tehnični izzivi pri tvorbi tekočega dušika

Nastanek tekočega dušika zahteva premagovanje več tehničnih izzivov. Prvi je vzdrževanje nizkotemperaturnega okolja, saj je vrelišče tekočega dušika izjemno nizko. Med postopkom utekočinjanja je treba vzdrževati temperaturo pod -195,8 ℃, kar zahteva visokozmogljivo hladilno opremo in izolacijske materiale. Drugič, med postopkom globokega hlajenja se je treba izogibati prekomerni kondenzaciji kisika, ker ima tekoči kisik močne oksidacijske lastnosti in predstavlja potencialna varnostna tveganja. Zato je treba med postopkom načrtovanja natančno nadzorovati postopek ločevanja dušika in kisika ter uporabiti ustrezne materiale za zagotovitev varnosti in stabilnosti sistema. Poleg tega transport in shranjevanje tekočega dušika zahtevata posebej zasnovane Dewarjeve bučke, da se prepreči dvig temperature in izguba zaradi izhlapevanja tekočega dušika.

Dejanska uporaba tekočega dušika

Zaradi nizkotemperaturnih lastnosti tekočega dušika je široko uporaben na različnih področjih. V medicini se tekoči dušik uporablja v kriokirurgiji in konzerviranju tkiv, kot je zamrzovanje kožnih lezij in konzerviranje bioloških vzorcev. V živilski industriji se tekoči dušik uporablja za hitro zamrzovanje hrane, saj lahko njegovo izjemno nizkotemperaturno okolje hitro zamrzne hrano, kar zmanjša poškodbe celične strukture in s tem ohrani prvotni okus in hranilno vrednost hrane. Na področju raziskav se tekoči dušik pogosto uporablja v raziskavah superprevodnosti, nizkotemperaturnih fizikalnih poskusih itd., saj zagotavlja izjemno nizkotemperaturno eksperimentalno okolje. Poleg tega se v industrijski proizvodnji tekoči dušik uporablja pri predelavi kovin, toplotni obdelavi in ​​kot inertni plin za preprečevanje določenih kemičnih reakcij. Zaključek

Proces nastajanja tekočega dušika je kompleksen fizikalni proces, ki se v glavnem doseže z metodami globokega ločevanja s hladnim zrakom in tehnologijami utekočinjanja. Zaradi nizkotemperaturne lastnosti tekočega dušika igra pomembno vlogo na različnih področjih, kot so industrija, medicina in raziskave. Od ekstrakcije dušikovega plina do globokega hladnega utekočinjanja in končno do njegove uporabe, vsak korak dokazuje moč naprednih tehnologij hlajenja in ločevanja. V praktičnem delovanju morajo tehniki nenehno optimizirati proizvodni proces, da bi zmanjšali porabo energije in izboljšali učinkovitost proizvodnje tekočega dušika.

Smo proizvajalec in izvoznik enot za ločevanje zraka. Če želite izvedeti več o nas:

Kontaktna oseba: Ana

Tel./Whatsapp/Wechat: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com