Système de production de préparation d'azote liquide

Le système de production de préparation d'azote liquide est une unité d'ingénierie cryogénique complète basée sur la technologie de séparation de l'air qui extrait, purifie et liquéfie l'azote atmosphérique en azote liquide.

　　Système de production de préparation d'azote liquideEst une unité d'ingénierie cryogénique complète basée sur la technologie de séparation de l'air qui extrait, purifie et liquéfie l'azote atmosphérique en azote liquide. En tant qu'équipement de base dans l'industrie moderne, la recherche scientifique, le traitement médical et alimentaire, le système de préparation d'azote liquide garantit non seulement un approvisionnement stable en azote liquide de haute pureté, mais réduit également considérablement les coûts, la sécurité et les risques de chaîne d'approvisionnement liés à la dépendance traditionnelle à l'achat et au transport externes.

I. composition de base du système

Un système complet de préparation d'azote liquide se compose généralement des modules de base suivants:

Unité de compression d'air: avec un compresseur à vis / piston sans huile ou à micro - huile, l'air ambiant est pressurisé à 5 - 10 bar, fournissant une base de puissance pour les séparations ultérieures. La conception sans huile évite la contamination par la vapeur d'huile et assure la pureté du produit final.

Unité de purification de l'air: comprend un filtre Multi - étapes (déshydratation, déshydratation, dépoussiérage), un lyophilisateur et un adsorbeur à tamis moléculaire à double tour pour éliminer en profondeur l'humidité, le dioxyde de carbone, les hydrocarbures et d'autres impuretés, les empêchant de geler et de boucher les tuyaux dans les zones cryogéniques.

Unité d'échange de chaleur et de récupération de froid: l'échangeur principal (par exemple, du type à ailettes ou à tubes enroulés) permet un échange de chaleur efficace entre l'air à haute pression et l'azote à basse température de retour, réduisant considérablement la consommation d'énergie et récupérant l'énergie froide.

Unité de séparation et de liquéfaction cryogénique (boîte froide): intégration de composants tels que colonne de rectification, étranglement ou détendeur perméable, évaporateur à condensation, permettant la séparation de l'oxygène de l'azote et la liquéfaction de l'azote autour de - 196 ° c. Cette section est généralement encapsulée dans une boîte froide adiabatique sous vide pour réduire les fuites de chaleur.

Unité de stockage et de distribution d'azote liquide: elle comprend des cuves duva isolées sous vide intégrées ou externes (d'une capacité allant de quelques dizaines de litres à plusieurs mètres cubes) équipées d'un compteur de niveau, d'une vanne de contrôle de pression et d'une interface de prélèvement pour une utilisation facile à la demande par L'utilisateur.

Système de contrôle automatique: basé sur une plate - forme informatique PLC ou industrielle pour un fonctionnement entièrement automatisé avec contrôle de démarrage et d'arrêt, surveillance des paramètres (pression, température, pureté, niveau), diagnostic des pannes, communication à distance (support 4g / Wi - fi / Modbus), etc.

Système de protection de sécurité: couvre de multiples mécanismes de sécurité tels que la surveillance de la concentration d'oxygène, la décharge de surpression, la protection contre les fuites d'électricité, l'arrêt d'urgence et d'autres pour assurer un fonctionnement stable et sûr à long terme de l'équipement.

II. Principe de fonctionnement

　　Système de production de préparation d'azote liquideLe principe de base est la séparation par rectification cryogénique en utilisant les différences de points d'ébullition de chaque composant dans l'air (principalement l'azote 78%, l'oxygène 21%). Son processus typique est le suivant:

L'air ambiant, filtré par l'air d'admission, entre dans le compresseur et est comprimé à la pression requise;

Après refroidissement, déshydratation et déshuilage de l'air comprimé, dans le tamis moléculaire pour le séchage en profondeur et l'adsorption de co?;

L'air haute pression purifié pénètre dans l'échangeur principal, pré - refroidi par l'azote cryogénique refoulé jusqu'à une température voisine de la température de liquéfaction;

L'air prérefroidi est encore refroidi par détente étranglée ou détendeur à diaphragme, une partie du gaz se liquéfie et passe dans la colonne de rectification;

Dans la colonne de rectification, l'azote à bas point d'ébullition est enrichi vers le haut et l'oxygène à haut point d'ébullition est évacué vers le bas, permettant une séparation efficace;

L'azote de haute pureté est condensé sous forme liquide en tête de colonne et s'écoule dans le réservoir de stockage; L'azote non liquéfié est alors émis après avoir participé à l'échange de chaleur en tant que gaz de reflux, permettant la récupération d'énergie;

L'ensemble du processus suit le cycle de lInde, le cycle de Claude ou ses versions améliorées, et certains systèmes introduisent également des techniques d'économie d'énergie telles que l'expansion à deux étages, l'utilisation du froid résiduel et d'autres.

Iii. Principaux types et dimensions

En fonction de la capacité, de la structure et des besoins d'application, les systèmes de préparation d'azote liquide peuvent être classés dans les catégories suivantes:

Petit système (< 100l / jour): idéal pour les laboratoires, les cliniques, les banques d'échantillons biologiques, de petite taille, à faible bruit et facile à utiliser.

Systèmes de taille moyenne (100 - 1000l / jour): pour les petites et moyennes usines alimentaires, la fabrication électronique, les laboratoires des centres hospitaliers, souvent équipés de réhydratation automatique et de surveillance à distance.

Grands systèmes (> 1000l / jour): au service de l'acier, de l'industrie chimique, des stations de distribution d'azote liquide, etc., avec unité de séparation d'air complète intégrée (asu), qui peut fonctionner en continu pendant des mois, voire des années.

Systèmes montés sur skid: tous les composants sont intégrés dans des conteneurs standard ou des Skids pour faciliter le transport, l'installation et l'expansion de la capacité, adaptés aux projets temporaires ou aux déploiements dans des zones éloignées.

Iv. Principales technologies et innovations

Technologie de régénération de tamis moléculaire à haute efficacité: l'utilisation de deux tours alternant adsorption et régénération par chauffage assure une capacité de purification continue et prolonge la durée de vie.

Conception optimisée de la machine d'expansion perméable à plat: augmenter l'efficacité isentropique et réduire la consommation d'énergie par unité d'azote liquide (* système jusqu'à 0,6 kWh / l).

Algorithme de contrôle intelligent: régulation dynamique de la fréquence du compresseur, de la vitesse du détendeur et de l'ouverture de la vanne basée sur la prédiction de la charge pour une efficacité énergétique optimale.

Technologie d'isolation thermique multicouche sous vide (MLI): appliquée aux boîtes froides et aux réservoirs de stockage, elle réduit considérablement les intrusions thermiques et les pertes par évaporation d'azote liquide (le taux d'évaporation quotidien peut être inférieur à 0,5%).

Mécanisme de garantie de haute pureté: la pureté de l'azote est surveillée en temps réel par l'analyseur d'oxygène en ligne pour assurer la pureté de l'azote liquide de sortie ≥ 99999% (classe 5n).