Hệ thống sản xuất chuẩn bị nitơ lỏng

Hệ thống sản xuất chuẩn bị nitơ lỏng là một thiết bị kỹ thuật nhiệt độ thấp toàn diện chiết xuất, tinh chế và hóa lỏng nitơ trong khí quyển thành nitơ lỏng dựa trên công nghệ tách không khí.

　　Hệ thống sản xuất chuẩn bị nitơ lỏngLà một thiết bị kỹ thuật nhiệt độ thấp toàn diện để chiết xuất, tinh chế và hóa lỏng nitơ trong khí quyển thành nitơ lỏng dựa trên công nghệ tách không khí. Là thiết bị cơ bản trong các lĩnh vực công nghiệp, nghiên cứu khoa học, y tế và chế biến thực phẩm hiện đại, hệ thống chuẩn bị nitơ lỏng không chỉ đảm bảo cung cấp nitơ lỏng có độ tinh khiết cao, mà còn giảm đáng kể chi phí, rủi ro an toàn và chuỗi cung ứng do sự phụ thuộc truyền thống vào mua sắm và vận chuyển bên ngoài.

I. Cấu tạo cơ bản của hệ thống

Một hệ thống chuẩn bị nitơ lỏng hoàn chỉnh thường bao gồm các mô-đun cốt lõi sau:

Đơn vị nén khí: Sử dụng máy nén trục vít/piston không dầu hoặc vi dầu, điều áp không khí xung quanh đến 5-10bar để cung cấp cơ sở năng lượng cho việc tách tiếp theo. Thiết kế không dầu có thể tránh ô nhiễm hơi dầu và đảm bảo độ tinh khiết của sản phẩm cuối cùng.

Bộ lọc không khí: bao gồm bộ lọc nhiều giai đoạn (loại bỏ nước, loại bỏ dầu, loại bỏ bụi), máy sấy đông và bộ hấp thụ sàng phân tử tháp đôi, được sử dụng để loại bỏ sâu độ ẩm, carbon dioxide, hydrocarbon và các tạp chất khác, ngăn chặn nó đóng băng và chặn đường ống trong phần nhiệt độ thấp.

Trao đổi nhiệt&Đơn vị thu hồi khối lượng lạnh: Bộ trao đổi nhiệt chính (chẳng hạn như cánh tấm hoặc loại cuộn) cho phép trao đổi nhiệt hiệu quả cao giữa không khí áp suất cao và nitơ đông lạnh trở lại, giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng và thu hồi năng lượng lạnh.

Tách nhiệt độ thấp và đơn vị hóa lỏng (hộp lạnh): tích hợp tháp tinh chế, van tiết lưu hoặc bộ mở rộng transflating, thiết bị bay hơi ngưng tụ và các thành phần khác để đạt được tách nitơ-oxy và hóa lỏng nitơ ở khoảng -196 ℃. Phần này thường được đóng gói bên trong hộp lạnh cách nhiệt chân không để giảm rò rỉ nhiệt.

Bộ lưu trữ và phân phối nitơ lỏng: bao gồm bể chứa duva cách nhiệt chân không tích hợp hoặc bên ngoài (công suất thay đổi từ vài chục lít đến vài mét khối) được trang bị máy đo mức, van điều khiển áp suất và giao diện lấy chất lỏng để người dùng dễ dàng sử dụng theo yêu cầu.

Hệ thống điều khiển tự động: Dựa trên nền tảng máy tính PLC hoặc công nghiệp, nhận ra hoạt động hoàn toàn tự động, với điều khiển khởi động và dừng, giám sát thông số (áp suất, nhiệt độ, độ tinh khiết, mức chất lỏng), chẩn đoán lỗi, truyền thông từ xa (hỗ trợ 4G/Wi-Fi/Modbus) và các chức năng khác.

Hệ thống bảo vệ an toàn: bao gồm nhiều cơ chế an toàn như giám sát nồng độ oxy, xả quá áp, bảo vệ rò rỉ và ngừng hoạt động khẩn cấp để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định và an toàn trong thời gian dài.

II. Nguyên tắc làm việc

　　Hệ thống sản xuất chuẩn bị nitơ lỏngNguyên lý cốt lõi là sử dụng sự khác biệt về điểm sôi của các thành phần trong không khí (chủ yếu là nitơ 78%, oxy 21%) để tách tinh dầu ở nhiệt độ thấp. Quy trình điển hình của nó như sau:

Không khí xung quanh đi vào máy nén sau khi lọc khí nạp, được nén xuống áp suất mong muốn;

Sau khi làm mát, loại bỏ nước, loại bỏ dầu, khí nén đi vào sàng phân tử để làm khô sâu và CO? hấp phụ;

Không khí áp suất cao được làm sạch đi vào bộ trao đổi nhiệt chính và được làm lạnh trước bởi nitơ nhiệt độ thấp trở lại đến nhiệt độ gần hóa lỏng;

Không khí làm mát trước được làm mát thêm bằng cách mở rộng tiết lưu hoặc máy mở rộng cân bằng, một phần của khí được hóa lỏng và đi vào tháp tinh chế;

Trong tháp tinh chế, nitơ ở điểm sôi thấp được làm giàu lên và oxy ở điểm sôi cao được thải xuống để đạt được sự tách biệt hiệu quả cao;

Nitơ có độ tinh khiết cao được ngưng tụ thành chất lỏng trên đỉnh tháp, chảy vào bể; Khí nitơ không hóa lỏng được thải ra sau khi tham gia trao đổi nhiệt như khí hồi lưu để đạt được thu hồi năng lượng;

Toàn bộ quá trình tuân theo chu trình Linde, chu trình Claude hoặc phiên bản cải tiến của nó, và một số hệ thống cũng giới thiệu các công nghệ tiết kiệm năng lượng như mở rộng hai giai đoạn, sử dụng làm mát dư.

III. Các loại và quy mô chính

Tùy thuộc vào công suất, cấu trúc và nhu cầu ứng dụng, hệ thống chuẩn bị nitơ lỏng có thể được chia thành các loại sau:

Hệ thống nhỏ (<100L/ngày): Thích hợp cho phòng thí nghiệm, phòng khám, ngân hàng mẫu sinh học, kích thước nhỏ, tiếng ồn thấp và hoạt động dễ dàng.

Hệ thống trung bình (100-1000L/ngày): được sử dụng trong các nhà máy thực phẩm vừa và nhỏ, sản xuất điện tử, phòng thí nghiệm trung tâm bệnh viện, thường được trang bị chức năng bù nước tự động và giám sát từ xa.

Hệ thống lớn (>1000L/ngày): phục vụ thép, hóa chất, trạm phân phối nitơ lỏng, v.v., tích hợp Nhà máy tách khí hoàn chỉnh (ASU), có thể hoạt động liên tục trong nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm.

Hệ thống gắn trên thanh trượt: Tất cả các thành phần được tích hợp trong các thùng chứa tiêu chuẩn hoặc khối trượt để dễ dàng vận chuyển, lắp đặt và mở rộng công suất, phù hợp cho các dự án tạm thời hoặc triển khai ở các vùng sâu vùng xa.

IV. Công nghệ chính và đổi mới

Công nghệ tái sinh sàng phân tử hiệu quả cao: sử dụng hấp phụ xen kẽ tháp đôi và tái sinh sưởi ấm để đảm bảo khả năng thanh lọc liên tục và kéo dài tuổi thọ.

Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (* Hệ thống có thể lên đến dưới 0,6kWh/L).

Thuật toán điều khiển thông minh: dựa trên dự đoán tải để điều chỉnh động tần số máy nén, tốc độ mở rộng và mở van để đạt được hiệu quả năng lượng tối ưu.

Công nghệ cách nhiệt đa lớp chân không (MLI): áp dụng trong các thùng lạnh và bể chứa, giảm đáng kể sự xâm nhập nhiệt và mất bay hơi nitơ lỏng (tỷ lệ bay hơi hàng ngày có thể thấp hơn 0,5%).

Cơ chế đảm bảo độ tinh khiết cao: Theo dõi độ tinh khiết nitơ trong thời gian thực thông qua máy phân tích oxy trực tuyến, đảm bảo độ tinh khiết nitơ lỏng đầu ra ≥99,999% (lớp 5N).