آلة فصل النيتروجين بالهواء بالتبريد العميق هي طريقة تقليدية لإنتاج النيتروجين، ولها تاريخ يمتد لعقود حديثة. تعتمد على الهواء كخام، وبعد عملية الضغط والتنقية، ثم التبادل الحراري لتسييل الهواء إلى هواء سائل. الهواء السائل يتكون بشكل رئيسي من مزيج من الأكسجين السائل والنيتروجين السائل، مستخدمًا الاختلاف في درجات غليان الأكسجين السائل والنيتروجين السائل، ومن خلال تقطير الهواء السائل، يتم فصلهما للحصول على النيتروجين.

تتميز معدات إنتاج الأكسجين بطريقة التبريد بالخصائص التالية

توضع الحاويات وأنابيب منخفضة الحرارة مثل المبادلات الحرارية منخفضة الحرارة وأبراج التقطير في صندوق عزل بارد وتملأ بمواد عزل ذات موصلية حرارية منخفضة لمنع دخول الحرارة من المحيط وتقليل فقدان البرودة، وإلا فلن تعمل؛

المواد المستخدمة في تصنيع المعدات ذات درجات الحرارة المنخفضة مطلوبة من القوة والمتانة الكافية عند درجات الحرارة المنخفضة، بالإضافة إلى أداء جيد في اللحام والمعالجة. تشمل المواد المستخدمة بشكل شائع سبائك الألمنيوم، سبائك النحاس، الفولاذ المقاوم للصدأ، وغيرها؛

يجب إزالة الشوائب ذات نقاط الغليان العالية في الهواء، مثل الرطوبة وثاني أكسيد الكربون، مسبقا في درجة حرارة الغرفة. وإلا، فسيسد القنوات داخل الجهاز، مما يجعل الجهاز غير قادر على العمل؛

تدخل الأسيتيلين والهيدروكربونات في الهواء برج فصل الهواء وتتراكم إلى حد معين، مما قد يؤثر على التشغيل الآمن وحتى يسبب حوادث انفجارات. لذلك، يجب تركيب معدات تنقية لإزالتها؛

حاوية محكمة الإغلاق لتخزين السوائل ذات درجات الحرارة المنخفضة. عندما تنتقل الحرارة من الخارج، تمتص بعض السوائل منخفضة الحرارة الحرارة وتتبخر، ويرتفع الضغط تلقائيا. لمنع الضغط الزائد، يجب تركيب أجهزة أمان موثوقة؛

إذا تسرب سائل منخفض الحرارة إلى الأساس، فإنه يتجمد ويتسبب في تشقق الأساس، مما يسبب ميلان المعدات. لذلك، من الضروري ضمان إغلاق المعدات وأنابيب والصمامات، مع الأخذ في الاعتبار الإجهاد والتشوه الذي قد يحدث بسبب التمدد والانكماش الحراري؛
المواد العضوية المسامية مثل الخشب والكوك المنقوع في الأكسجين السائل يمكن أن تتعرض للاحتراق الشديد عند تعرضها لمصدر حريق أو تحت قوة تأثير معينة. لذلك، لا يسمح بدخول المواد العضوية المسامية إلى الصندوق البارد. بالنسبة لتصريف الأكسجين السائل، يجب النظر مسبقا في خطوط أنابيب وحاويات تصريف الأكسجين السائل المتخصصة، ولا يسمح باستخدام الخنادق تحت الأرض؛
التأثير طويل الأمد للسوائل منخفضة الحرارة على صفائح الفولاذ الكربوني يمكن أن يؤدي إلى هشاشتها وتشققها. لذلك، لا يمكن استخدام منتجات الفولاذ الكربوني في خطوط الأنابيب وخزانات التصريف التي تطلق سوائل منخفضة الحرارة؛

النيتروجين والأرجون غازان خانقا، ويجب توجيه أنابيب تصريف سائلهما إلى الخارج. يجب أن يكون لأنبوب تصريف الغاز ارتفاع تصريف معين، ولا يجب أن يواجه مخرج التصريف درج المنصة؛

الأكسجين هو معزز قوي للاحتراق، ولا يمكن تصريف أنبوب التصريف الخاص به مباشرة في مبنى مصنع غير مهوى.

مصنع النيتروجين المبرد

يعد مصنع النيتروجين المبرد من أكثر الآلات ثورة ويعرف أيضا بمولد النيتروجين الصناعي المبرد. مصنع النيتروجين المبرد هو نظام صغير الحجم ومعروف على نطاق واسع كنظام فعال للغاية ينتج النيتروجين بمستوى نقاء 99.99٪. وباعتبارها واحدة من أكثر الآلات الصناعية تطورا، يمكنها إنتاج غاز النيتروجين بقوة تتراوح بين 80 إلى 3,500 نيوتن متر مكعب في الساعة أو أكثر.

يستخدم مصنع النيتروجين المبرد واحدة من أكثر العمليات فعالية من حيث التكلفة لإنتاج غاز النيتروجين النقي القادم من غلافنا الجوي. باستخدام مصنع النيتروجين المبرد، لن تكون المواد الخام ضرورية ولن تكون هناك حاجة لتكلفة متكررة للمواد الكيميائية. باعتبارها واحدة من الشركات الرائدة في الصناعة، تستخدم مصنع النيتروجين المبرد أحد أحدث الآلات والتقنيات المتطورة في كل عملية تنقية.

يعد مصنع النيتروجين المبرد من هذه الصناعات الشهيرة، حيث صممت واستخدمت لإنتاج النيتروجين لتطبيقات صناعية مختلفة. يستخدم مصنع النيتروجين المبرد عملية التقطير المبرد لإنتاج النيتروجين النقي في مصنع النيتروجين المبرد.

تنتج المحطة النيتروجين باستخدام عملية تسييل الهواء من الغلاف الجوي باستخدام وحدة فصل الهواء. الخطوة التالية هي تمرير الهواء عبر نظام التنظيف حيث يتم التخلص من الشوائب الموجودة في النيتروجين مثل الرطوبة والهيدروجين الكربوني. بعد ذلك، يتحرك الهواء عبر تبادلات الحرارة وهنا يبرد الهواء المنقى في درجات حرارة التبريد. العملية التالية هي عندما يتحرك الهواء عبر عمود التقطير عالي الضغط حيث تحدث عملية الفصل. في هذا العمود يتكون النيتروجين. وأخيرا، يوجه النيتروجين المنقى إلى عمود التقطير منخفض الضغط حيث يتم تقطير النيتروجين. يتم معالجة المنتج النهائي بشكل إضافي لتلبية المواصفات التجارية.

تنتج مصنع النيتروجين المبرد نيتروجين منقي، وهو عنصر ذو أهمية تقنية كبيرة. من المعروف أن الغلاف الجوي يتكون بشكل رئيسي من غازات الأكسجين والنيتروجين مع كميات صغيرة من ثاني أكسيد الكربون والهيليوم والأرجون والمزيد. باستخدام محطات النيتروجين المبردة، يتم فصل الأكسجين والنيتروجين بسبب عمليات مختلفة تقوم بها آلات الشركة المتميزة.

أنظمة توليد النيتروجين معتمدة على أنها آمنة وموثوقة للغاية. بخلاف ذلك، أكد الخبراء الكبار أن آلات الشركة سهلة التشغيل والصيانة. اعتمادا على احتياجات الزبون، هناك عدة خيارات متاحة.

تم تصميم محطات النيتروجين المبرد بواسطة نخبة المهندسين والخبراء في الشركة لتصبح واحدة من أكثر المحطات تنافسية عالميا. يتم تصنيع المصنع وتصنيعه باستخدام المعايير الدولية كأساس. يتم تصنيع وإنشاء مصانع النيتروجين المبرد باستخدام أحدث التقنيات والتصميم المتطور. الآلات التي تولد النيتروجين مصممة بشكل ممتاز وبأسعار تنافسية.

تنتج مصنع النيتروجين البارد آلات عالية الجودة لا مثيل لها بسبب إجراءات التحكم في الجودة الصارمة والمعايير التي يتم الالتزام بها في شركة.

المعدات الرئيسية المدرجة في وحدة مولد النيتروجين المبرد

ترشيح الهواء
لتقليل التآكل والأسطح الميكانيكية داخل ضاغط الهواء وضمان جودة الهواء، يجب أولا أن يمر الهواء عبر فلتر هواء لإزالة الغبار والشوائب الأخرى قبل دخوله إلى ضاغط الهواء. غالبا ما تستخدم ضواغط الهواء فلاتر ذات كفاءة متوسطة أو خشنة للسحب.
ضاغط الهواء
وفقا لمبدأ العمل، يمكن تقسيم ضواغط الهواء إلى فئتين: الضواغط الحجمية والضواغط ذات السرعة. عادة ما تستخدم ضواغط الهواء ضواغط هواء مكبسية ترددية، وضواغط هواء طرد مركزي، وضواغط هواء لولبي.
مبرد الهواء
يستخدم لتقليل درجة حرارة الهواء المضغوط قبل دخول مجفف الهواء وبرج فصل الهواء، وتجنب تقلبات درجة الحرارة الكبيرة في البرج، كما يمكنه إطلاق معظم الرطوبة في الهواء المضغوط. عادة ما تستخدم مبردات المياه النيتروجين (التي تتكون من برج تبريد مائي وبرج تبريد هواء: برج تبريد المياه يستخدم غاز العادم من برج فصل الهواء لتبريد المياه المتداولة، وبرج التبريد يستخدم الماء المتداول من برج التبريد المائي لتبريد الهواء) ومبردات هواء الفريون.
جهاز تنقية تجفيف الهواء
لا يزال الهواء المضغوط يحتوي على بعض الرطوبة، وثاني أكسيد الكربون، والأسيتيلين، وهيدروكربونات أخرى بعد المرور عبر مبرد الهواء. يمكن للرطوبة المتجمدة وثاني أكسيد الكربون المتسرب في برج فصل الهواء أن تسد القنوات وأنابيب الصمامات. يتراكم الأسيتيلين في الأكسجين السائل ويشكل خطر الانفجار. الغبار يمكن أن يتلف تشغيل الآلات. لضمان التشغيل الآمن على المدى الطويل لوحدة فصل الهواء، يجب تركيب معدات تنقية متخصصة لإزالة هذه الشوائب. الطرق الأكثر استخداما لتنقية الهواء هي الامتصاص والتجميد. تستخدم طريقة الامتصاص بالمنخل الجزيئي على نطاق واسع في وحدات مولدات النيتروجين الصغيرة والمتوسطة الحجم في الصين.
برج فصل الهواء
يشمل برج فصل الهواء بشكل رئيسي مبادل حراري رئيسي، وسائل سائل، وبرج تقطير، ومبخر مكثف، وغيرها. المبادل الحراري الرئيسي، ومبخر المكثف، والمبدل السائل هي مبادلات حرارية من الألواح اللواحية، وهي نوع جديد من مبادل الحرارة المركب الجداري ذو هيكل معدني بالكامل مصنوع من الألمنيوم. متوسط فرق درجة الحرارة صغير جدا، وكفاءة نقل الحرارة تصل إلى 98-99٪. برج التقطير هو جهاز لفصل الهواء، ويتم تقسيم أنواع معدات الأبراج حسب مكوناتها الداخلية. برج صينية المنخل يسمى برج صينية المنخل، وبرج غطاء الفقاعات يسمى برج غطاء الفقاعات، والبرج المغطى يسمى برج الغطاء. تتميز صفيحة المنخل ببنية بسيطة، وسهلة التصنيع، وتتمتع بكفاءة عالية في الصواني الكهربائية، لذا فهي تستخدم على نطاق واسع في أعمدة التقطير بفصل الهواء. يستخدم البرج المكشوف بشكل رئيسي لأبراج التقطير التي يبلغ قطرها أقل من 0.8 متر وارتفاعها لا يزيد عن 7 أمتار. نادرا ما تستخدم أبراج غطاء الفقاعات بسبب هيكلها المعقد وصعوبات التصنيع.

موسع التوربين
هي آلة شفرات دوارة تستخدم في معدات إنتاج النيتروجين لتوليد قدرة التبريد، وهي توربين غازي يستخدم في ظروف درجات حرارة منخفضة. تنقسم الموسعات التوربينية إلى تدفق محوري، تدفق شعاعي، وتدفق محوري شعاعي حسب اتجاه تدفق الغاز في المروحة؛ اعتمادا على استمرار الغاز في التمدد داخل المروحة، يمكن تقسيمه إلى نوع هجوم مضاد ونوع الاصطدام. التوسع المستمر يسمى نوع الهجوم المضاد، بينما التوسع المستمر يسمى نوع الضربة. يستخدم موسع توربين التصادم بتدفق محوري شعاعي أحادي المرحلة على نطاق واسع في معدات فصل الهواء. معدات مولد النيتروجين لفصل الهواء المبرد معقدة، تشغل مساحة واسعة، ذات تكاليف بنية تحتية مرتفعة، تتطلب استثمارا كبيرا لمرة واحدة في المعدات، تكاليف تشغيل مرتفعة، تنتج الغاز ببطء، متطلبات تركيب عالية، ودورة تدريبية طويلة. وبالنظر إلى عوامل مثل المعدات الشاملة، والتركيب، والبنية التحتية، فإن حجم الاستثمار في وحدات PSA ذات المواصفات نفسها للمعدات التي تقل عن 3500 نيوتن متر مكعب/س أقل بنسبة 20٪ إلى 50٪ من وحدات فصل الهواء بالتجميد. مولد النيتروجين المبرد مناسب لإنتاج النيتروجين الصناعي واسع النطاق، بينما يبدو أن إنتاج النيتروجين على نطاق متوسط وصغير غير اقتصادي.