அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றம் மற்றும் பொருளாதாரத்தின் வளர்ச்சியுடன், நைட்ரஜனின் பயன்பாட்டு நோக்கம் நாளுக்கு நாள் விரிவடைகிறது, மேலும் பல தொழில்துறை துறைகளிலும் அன்றாட வாழ்க்கையிலும் ஊடுருவியுள்ளது.
நைட்ரஜன் காற்றின் முக்கிய அங்கமாகும், இது காற்றில் 78% ஆகும். தனிம நைட்ரஜன் N2 என்பது சாதாரண நிலையில் நிறமற்ற மற்றும் மணமற்ற வாயுவாகும். நிலையான நிலையின் கீழ் வாயு அடர்த்தி 1.25 கிராம்/லி. உருகுநிலை -210℃ மற்றும் கொதிநிலை -196℃. திரவ நைட்ரஜன் ஒரு குறைந்த வெப்பநிலை குளிரூட்டியாகும் (-196℃).
இன்று உள்நாட்டிலும் வெளிநாட்டிலும் நைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்வதற்கான பல முக்கிய முறைகளை அறிமுகப்படுத்துவோம்.
மூன்று பொதுவான தொழில்துறை அளவிலான நைட்ரஜன் உற்பத்தி முறைகள் உள்ளன: கிரையோஜெனிக் காற்று பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தி, அழுத்தம் ஊஞ்சல் உறிஞ்சுதல் நைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் சவ்வு பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தி.
முதலாவது: கிரையோஜெனிக் காற்று பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தி முறை
கிரையோஜெனிக் காற்று பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தி என்பது ஒரு பாரம்பரிய நைட்ரஜன் உற்பத்தி முறையாகும், இது கிட்டத்தட்ட பல தசாப்தங்களின் வரலாற்றைக் கொண்டுள்ளது. இது காற்றை மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்துகிறது, அதை அழுத்தி சுத்திகரிக்கிறது, பின்னர் வெப்பப் பரிமாற்றத்தைப் பயன்படுத்தி காற்றை திரவக் காற்றாக மாற்றுகிறது. திரவ காற்று முக்கியமாக திரவ ஆக்ஸிஜன் மற்றும் திரவ நைட்ரஜன் கலவையாகும். திரவ ஆக்ஸிஜன் மற்றும் திரவ நைட்ரஜனின் வெவ்வேறு கொதிநிலைகள் நைட்ரஜனைப் பெறுவதற்கு திரவ காற்றின் வடித்தல் மூலம் அவற்றைப் பிரிக்கப் பயன்படுகின்றன.
நன்மைகள்: பெரிய வாயு உற்பத்தி மற்றும் தயாரிப்பு நைட்ரஜனின் உயர் தூய்மை. கிரையோஜெனிக் நைட்ரஜன் உற்பத்தி நைட்ரஜனை மட்டுமல்ல, திரவ நைட்ரஜனையும் உற்பத்தி செய்யலாம், இது திரவ நைட்ரஜனின் செயல்முறை தேவைகளை பூர்த்தி செய்கிறது மற்றும் திரவ நைட்ரஜன் சேமிப்பு தொட்டிகளில் சேமிக்கப்படும். இடைப்பட்ட நைட்ரஜன் சுமை அல்லது காற்றைப் பிரிக்கும் கருவியில் சிறிய பழுது ஏற்பட்டால், சேமிப்பு தொட்டியில் உள்ள திரவ நைட்ரஜன் ஆவியாக்கிக்குள் நுழைந்து சூடாக்கப்பட்டு, செயல்முறை அலகு நைட்ரஜன் தேவையை பூர்த்தி செய்ய தயாரிப்பு நைட்ரஜன் பைப்லைனுக்கு அனுப்பப்படுகிறது. கிரையோஜெனிக் நைட்ரஜன் உற்பத்தியின் இயக்கச் சுழற்சி (இரண்டு பெரிய வெப்பமாக்கல்களுக்கு இடையிலான இடைவெளியைக் குறிக்கிறது) பொதுவாக 1 வருடத்திற்கும் மேலாகும், எனவே கிரையோஜெனிக் நைட்ரஜன் உற்பத்தி பொதுவாக காத்திருப்பாகக் கருதப்படுவதில்லை.
குறைபாடுகள்: கிரையோஜெனிக் நைட்ரஜன் உற்பத்தியானது நைட்ரஜனை ≧99.999% தூய்மையுடன் உற்பத்தி செய்யலாம், ஆனால் நைட்ரஜனின் தூய்மை நைட்ரஜன் சுமை, தட்டுகளின் எண்ணிக்கை, தட்டு செயல்திறன் மற்றும் திரவ காற்றில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் தூய்மை ஆகியவற்றால் வரையறுக்கப்படுகிறது, மேலும் சரிசெய்தல் வரம்பு மிகவும் சிறியது. எனவே, கிரையோஜெனிக் நைட்ரஜன் உற்பத்தி உபகரணங்களின் தொகுப்பிற்கு, தயாரிப்பு தூய்மையானது அடிப்படையில் உறுதியானது மற்றும் சரிசெய்ய சிரமமாக உள்ளது. கிரையோஜெனிக் முறையானது மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில் மேற்கொள்ளப்படுவதால், உபகரணமானது இயல்பான செயல்பாட்டிற்கு முன் குளிரூட்டலுக்கு முந்தைய தொடக்க செயல்முறையைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். தொடக்க நேரம், அதாவது, எக்ஸ்பாண்டரின் தொடக்கத்திலிருந்து நைட்ரஜன் தூய்மை தேவையை அடையும் நேரம் வரை, பொதுவாக 12 மணிநேரத்திற்கு குறையாது; உபகரணங்கள் மாற்றியமைக்கப்படுவதற்கு முன், அது பொதுவாக 24 மணிநேரம் சூடாக்கும் மற்றும் கரைக்கும் நேரத்தைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். எனவே, கிரையோஜெனிக் நைட்ரஜன் உற்பத்தி கருவிகளை அடிக்கடி தொடங்குவது மற்றும் நிறுத்துவது கூடாது, மேலும் நீண்ட நேரம் தொடர்ந்து செயல்படுவது நல்லது.
கூடுதலாக, கிரையோஜெனிக் செயல்முறை சிக்கலானது, ஒரு பெரிய பகுதியை ஆக்கிரமித்துள்ளது, அதிக உள்கட்டமைப்பு செலவுகள், சிறப்பு பராமரிப்பு படைகள் தேவை, அதிக எண்ணிக்கையிலான ஆபரேட்டர்கள் மற்றும் எரிவாயு மெதுவாக (18 முதல் 24 மணிநேரம்) உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இது பெரிய அளவிலான தொழில்துறை நைட்ரஜன் உற்பத்திக்கு ஏற்றது.
இரண்டாவது: பிரஷர் ஸ்விங் அட்சார்ப்ஷன் (PSA) நைட்ரஜன் உற்பத்தி முறை
பிரஷர் ஸ்விங் அட்சார்ப்ஷன் (PSA) வாயு பிரிப்பு தொழில்நுட்பம் என்பது கிரையோஜெனிக் அல்லாத வாயு பிரிப்பு தொழில்நுட்பத்தின் ஒரு முக்கிய கிளையாகும். கிரையோஜெனிக் முறையை விட எளிமையான காற்றைப் பிரிக்கும் முறையைக் கண்டறிய மக்களின் நீண்ட கால முயற்சியின் விளைவு இது.
1970 களில், மேற்கு ஜெர்மன் எசென் சுரங்க நிறுவனம் கார்பன் மூலக்கூறு சல்லடைகளை வெற்றிகரமாக உருவாக்கியது, இது PSA காற்று பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தியின் தொழில்மயமாக்கலுக்கு வழி வகுத்தது. கடந்த 30 ஆண்டுகளில், இந்த தொழில்நுட்பம் வேகமாக வளர்ந்து முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது. இது சிறிய மற்றும் நடுத்தர அளவிலான நைட்ரஜன் உற்பத்தித் துறையில் கிரையோஜெனிக் காற்றைப் பிரிப்பதில் வலுவான போட்டியாளராக மாறியுள்ளது.
அழுத்தம் ஊஞ்சல் உறிஞ்சுதல் நைட்ரஜன் உற்பத்தியானது காற்றை மூலப்பொருளாகவும், கார்பன் மூலக்கூறு சல்லடையை உறிஞ்சியாகவும் பயன்படுத்துகிறது. இது காற்றில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜனை கார்பன் மூலக்கூறு சல்லடையின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட உறிஞ்சுதலின் பண்புகளைப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் நைட்ரஜனை உருவாக்க அறை வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜனைப் பிரிக்க அழுத்தம் ஊஞ்சல் உறிஞ்சுதல் (அழுத்த உறிஞ்சுதல், அழுத்தம் குறைப்பு சிதைவு மற்றும் மூலக்கூறு சல்லடை மீளுருவாக்கம்) கொள்கையைப் பயன்படுத்துகிறது.
கிரையோஜெனிக் காற்று பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தியுடன் ஒப்பிடும்போது, அழுத்தம் ஸ்விங் உறிஞ்சுதல் நைட்ரஜன் உற்பத்தி குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது: உறிஞ்சுதல் பிரிப்பு அறை வெப்பநிலையில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, செயல்முறை எளிதானது, உபகரணங்கள் கச்சிதமானது, தடம் சிறியது, தொடங்குவது மற்றும் நிறுத்துவது எளிது, இது விரைவாக தொடங்குகிறது, எரிவாயு உற்பத்தி வேகமாக உள்ளது (பொதுவாக சுமார் 30 நிமிடங்கள்), ஆற்றல் நுகர்வு சிறியது, இயக்க செலவு குறைவாக உள்ளது, ஆட்டோமேஷன் அளவு அதிகமாக உள்ளது, செயல்பாடு மற்றும் பராமரிப்பு வசதியானது, சறுக்கல் நிறுவல் வசதியானது, சிறப்பு அடித்தளம் இல்லை தயாரிப்பு நைட்ரஜன் தூய்மையை ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பிற்குள் சரிசெய்ய முடியும், மேலும் நைட்ரஜன் உற்பத்தி ≤3000Nm3/h ஆகும். எனவே, பிரஷர் ஸ்விங் உறிஞ்சுதல் நைட்ரஜன் உற்பத்தியானது இடைப்பட்ட செயல்பாட்டிற்கு மிகவும் பொருத்தமானது.
இருப்பினும், இதுவரை, உள்நாட்டு மற்றும் வெளிநாட்டு சகாக்கள் PSA நைட்ரஜன் உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி 99.9% (அதாவது O2≤0.1%) தூய்மையுடன் நைட்ரஜனை மட்டுமே உற்பத்தி செய்ய முடியும். சில நிறுவனங்கள் 99.99% தூய நைட்ரஜனை (O2≤0.01%) உற்பத்தி செய்யலாம். PSA நைட்ரஜன் உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தின் கண்ணோட்டத்தில் அதிக தூய்மை சாத்தியம், ஆனால் உற்பத்தி செலவு மிகவும் அதிகமாக உள்ளது மற்றும் பயனர்கள் அதை ஏற்றுக்கொள்ள வாய்ப்பில்லை. எனவே, உயர்-தூய்மை நைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய PSA நைட்ரஜன் உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கு பிந்தைய நிலை சுத்திகரிப்பு சாதனத்தையும் சேர்க்க வேண்டும்.
நைட்ரஜன் சுத்திகரிப்பு முறை (தொழில்துறை அளவு)
(1) ஹைட்ரஜனேற்றம் ஆக்ஸிஜனேற்ற முறை.
ஒரு வினையூக்கியின் செயல்பாட்டின் கீழ், நைட்ரஜனில் எஞ்சியிருக்கும் ஆக்ஸிஜன், சேர்க்கப்பட்ட ஹைட்ரஜனுடன் வினைபுரிந்து தண்ணீரை உருவாக்குகிறது, மேலும் எதிர்வினை சூத்திரம்: 2H2 + O2 = 2H2O. பின்னர், நீர் உயர் அழுத்த நைட்ரஜன் கம்ப்ரசர் பூஸ்டர் மூலம் அகற்றப்படுகிறது, மேலும் பின்வரும் முக்கிய கூறுகளைக் கொண்ட உயர் தூய்மை நைட்ரஜன் பிந்தைய உலர்த்துவதன் மூலம் பெறப்படுகிறது: N2≥99.999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10.7×10-6. நைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான செலவு சுமார் 0.5 யுவான்/மீ3 ஆகும்.
(2) ஹைட்ரஜனேற்றம் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற முறை.
இந்த முறை மூன்று நிலைகளாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது: முதல் நிலை ஹைட்ரஜனேற்றம் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்றம், இரண்டாவது நிலை டீஹைட்ரஜனேற்றம், மூன்றாவது நிலை நீர் அகற்றுதல். பின்வரும் கலவையுடன் உயர்-தூய்மை நைட்ரஜன் பெறப்படுகிறது: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6. நைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான செலவு சுமார் 0.6 யுவான்/மீ3 ஆகும்.
(3) கார்பன் ஆக்ஸிஜனேற்ற முறை.
கார்பன்-ஆதரவு வினையூக்கியின் செயல்பாட்டின் கீழ் (ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில்), சாதாரண நைட்ரஜனில் எஞ்சியிருக்கும் ஆக்ஸிஜன், வினையூக்கியால் வழங்கப்பட்ட கார்பனுடன் வினைபுரிந்து CO2 ஐ உருவாக்குகிறது. எதிர்வினை சூத்திரம்: C + O2 = CO2. CO2 மற்றும் H2O ஐ அகற்றும் அடுத்த கட்டத்திற்குப் பிறகு, பின்வரும் கலவையுடன் கூடிய உயர் தூய்மை நைட்ரஜன் பெறப்படுகிறது: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7. × 10. நைட்ரஜன் உற்பத்திக்கான செலவு சுமார் 0.6 யுவான்/மீ3 ஆகும்.
மூன்றாவது: சவ்வு பிரிப்பு மற்றும் காற்று பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தி
சவ்வு பிரித்தல் மற்றும் காற்று பிரித்தல் நைட்ரஜன் உற்பத்தி என்பது கிரையோஜெனிக் அல்லாத நைட்ரஜன் உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தின் ஒரு புதிய கிளையாகும். இது ஒரு புதிய நைட்ரஜன் உற்பத்தி முறையாகும், இது 1980 களில் வெளிநாடுகளில் வேகமாக வளர்ந்தது. இது சமீபத்திய ஆண்டுகளில் சீனாவில் விளம்பரப்படுத்தப்பட்டு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
சவ்வு பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தி காற்றை மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்துகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட அழுத்தத்தின் கீழ், நைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜனைப் பிரிக்க வெற்று ஃபைபர் சவ்வில் உள்ள ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நைட்ரஜனின் வெவ்வேறு ஊடுருவல் விகிதங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. மேற்கூறிய இரண்டு நைட்ரஜன் உற்பத்தி முறைகளுடன் ஒப்பிடுகையில், இது எளிமையான உபகரண அமைப்பு, சிறிய அளவு, மாறுதல் வால்வு இல்லாதது, எளிமையான செயல்பாடு மற்றும் பராமரிப்பு, வேகமான எரிவாயு உற்பத்தி (3 நிமிடங்களுக்குள்) மற்றும் மிகவும் வசதியான திறன் விரிவாக்கம் போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
இருப்பினும், வெற்று ஃபைபர் சவ்வுகள் அழுத்தப்பட்ட காற்றின் தூய்மைக்கு கடுமையான தேவைகளைக் கொண்டுள்ளன. சவ்வுகள் வயதான மற்றும் தோல்விக்கு ஆளாகின்றன, மேலும் அவற்றை சரிசெய்வது கடினம். புதிய சவ்வுகளை மாற்ற வேண்டும்.
சவ்வு பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தி சிறிய மற்றும் நடுத்தர அளவிலான பயனர்களுக்கு ≤98% நைட்ரஜன் தூய்மை தேவைகளுடன் மிகவும் பொருத்தமானது, மேலும் இந்த நேரத்தில் சிறந்த செயல்பாடு-விலை விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது; நைட்ரஜன் தூய்மையானது 98% ஐ விட அதிகமாக இருக்க வேண்டியிருக்கும் போது, அதே விவரக்குறிப்பின் அழுத்தம் ஸ்விங் உறிஞ்சுதல் நைட்ரஜன் உற்பத்தி சாதனத்தை விட இது சுமார் 30% அதிகமாகும். எனவே, சவ்வு பிரிப்பு நைட்ரஜன் உற்பத்தி மற்றும் நைட்ரஜன் சுத்திகரிப்பு சாதனங்களை இணைப்பதன் மூலம் உயர்-தூய்மை நைட்ரஜன் தயாரிக்கப்படும் போது, பொது நைட்ரஜனின் தூய்மை பொதுவாக 98% ஆகும், இது சுத்திகரிப்பு சாதனத்தின் உற்பத்தி செலவு மற்றும் செயல்பாட்டு செலவை அதிகரிக்கும்.
இடுகை நேரம்: ஜூலை-24-2024
