Azot: czym jest i gdzie ma zastosowanie?
21 April, 2022
Azot jest wszędzie wokół nas. Jest składnikiem powietrza, którym oddychamy. W tym artykule przyjrzymy się niektórym zastosowaniom, do których można go wykorzystać.
Sposoby pozyskiwania azotu i tlenu
Sposoby pozyskiwania azotu i tlenu
Przy zaopatrywaniu w azot często wybieramy dostawę butli z gazem przemysłowym. Jednakże istnieją bardziej wydajne alternatywy, głównie w produkcji na miejscu z wykorzystaniem PSA lub generatora membranowego. W tym artykule omówiono różne opcje, podkreślając jednocześnie zalety każdego z nich.
Uzyskanie azotu przez zewnętrznego dostawcę
Azot w butlach
Pierwszy z wymienionych wyborów to zakup butelek azotu z zakładu produkcyjnego poza zakładem produkcyjnym. Proces ten jest bardzo prosty. Zamawiasz wymaganą ilość azotu do swojego zastosowania, a dostawca dostarcza go w dużych ciężkich butelkach.
N2O2, wytwarzany przez kriogeniczną instalację azotową, jest przekształcany w gaz i butelkowany pod bardzo wysokim ciśnieniem (300 bar). W rezultacie dużo azotu jest magazynowane w stosunkowo małej butelce. Jednak, aby wytrzymać wysokie ciśnienie, pojemniki są dość nieporęczne, dodając wagi.
Po użyciu butelki te są umieszczane w stojaku, gdzie są przechowywane do odbioru - wymaga dodatkowego przechowywania.
Zalety:
● Łatwe rozwiązanie dla obiektów o niskim zużyciu azotu.
● Dostarcza łatwo dostępny azot do szczytowych przepływów.
● Prosta instalacja.
Wady
● Ze względu na rozmiar i wagę butelek transport nie jest przyjazny dla środowiska.
● Ciśnienie robocze musi być większe niż ciśnienie butelki. Jeśli nie, azot jest marnowany.
● Stosunkowo wysoka cena ze względu na koszty produkcji i wysyłki.
● Specjalny system przełączania stojaka na butelki wymagany, aby uniknąć przerw w pracy.
● Kwestie bezpieczeństwa (ciężka obsługa stali, wysokie ciśnienie).
● tworzy zależność od dostawców azotu.
● Nie nadaje się do wysokiego zużycia gazu.
Dostarczanie ciekłego azotu luzem
Drugą opcją z udziałem osób trzecich jest zainstalowanie zbiornika do przechowywania ciekłego azotu, który jest okresowo napełniany przez firmę gazowniczą. Zbiorniki te mogą być wynajmowane od dostawcy lub zakupione. Ponadto do stosowania azotu gazowego wymagany jest parownik.
Parownik przekształca ciekły azot w azot. Podobnie jak azot butelkowany, transport jest wymagany do dostarczania ciekłego azotu. Jednak w tym przypadku jest dostarczany przez termicznie izolowaną cysternę. Ciekły azot jest następnie pompowany z wózka do izolowanego zbiornika.
Istnieje również możliwość zamówienia ciekłego azotu w mniejszych puszkach w sytuacjach niskiego zużycia. Te małe zbiorniki są znane jako dewary. Podobnie jak azot butelkowany, ciekły azot jest wytwarzany przez kriogeniczną roślinę azotową.
Zalety:
● Dostarcza łatwo dostępny azot do szczytowych przepływów.
● Ogólnie bardziej opłacalne niż butelkowany azot.
● Regulacja wydajności jest łatwa do dostosowania do zmieniających się wymagań azotu.
Wady
● Izolacja zbiornika nie jest idealna. Ciekły gaz może się nagrzewać i parować, co jest nazywane stratami odparowania.*
● Umowy długoterminowe z firmami gazowniczymi są powszechne (zwykle 5-7 lat).
● Wymagana dodatkowa konfiguracja, w tym specjalny fundament i parownik.
● Nie jest przyjazny dla środowiska.
Obawy dotyczące bezpieczeństwa (ciekły azot ma temperaturę -196°C, podczas pracy z ciekłym azotem istnieje ryzyko urazu - odmrożenia)
Parownik może się zamrozić, gdy zużycie azotu jest wyższe niż nominalne lub gdy jest zimno na zewnątrz.
* Straty odparowania są odpadami. Gdy zużywa się mniej azotu niż pojemność zbiornika, ciśnienie wzrasta, powodując straty parowania. Jeśli gaz nie jest zużyty, ilość odpadów wynosi nawet 1% pozostałej objętości zbiornika dziennie. Aby przeciwdziałać tym stratom, konieczne jest regularne napełnianie zbiornika (zazwyczaj raz w tygodniu).
Produkcja kriogeniczna na miejscu
W związku z dostarczaniem ciekłego azotu jest produkcja kriogeniczna na miejscu. Gdy zużycie paliwa jest bardzo wysokie, firma gazowa może zainstalować małą kriogeniczną instalację azotową. Jest to ten sam typ generatora używany do wytwarzania azotu, który jest transportowany w butelkach i cysternach. Więcej informacji na temat kriogenicznych generatorów azotu można znaleźć w odnośnym artykule.
Generowanie własnego zaopatrzenia w azot
W przeciwieństwie do poprzednich metod zakupu i odbioru azotu, wytwarzanie własnego nie wymaga procesu kriogenicznego. W rezultacie, zarównomembranowe, jak i ciśnieniowe generatory azotu (PSA) nie wymagają ekstremalnych temperatur. Tego typu urządzenia oddzielają powietrze na ich elementy za pomocą innych środków.
Chociaż PSA i membrana to dwie bardzo różne technologie, obie wymagają strumienia sprężonego powietrza do pracy. Ponadto, ponieważ te dwa generatory nie używają krio, otrzymany skład gazu nie jest taki sam.
Azot kriogeniczny ma stały, wysoki poziom czystości. Czystość azotu dostępnych w handlu generatorów jest regulowana w zależności od preferencji użytkownika. Warto zauważyć, że osiągnięcie tego samego poziomu czystości co azot wytwarzany kriogenicznie jest nieefektywne w przypadku generatorów PSA i membran.
W przypadku tych maszyn większa czystość wymaga większej mocy, co skutkuje wyższymi kosztami eksploatacji. Biorąc to pod uwagę, poziomy czystości PSA i generatora membranowego są wystarczające dla większości zastosowań. A użytkownicy mogą obniżyć koszty jednostkowe azotu, wytwarzając odpowiednią czystość do ich zastosowania, a nie najwyższą. Więcej o czystości azotu można przeczytać tutaj.
Zalety:
● Zazwyczaj wytwarzanie własnego azotu jest najbardziej opłacalne.
● Czystość można odpowiednio ustawić. Wydatki na energię zależą od pożądanego poziomu.
● Brak zależności od dostawców gazu.
● Stabilna cena gazu.
● Bezpieczna opcja.
● Brak odpadów.
● Najbardziej przyjazna dla środowiska opcja.
Wady
● Specjalne środki wymagane dla przepływów szczytowych (np. zbiornik buforowy, zbiornik buforowy wysokiego ciśnienia, bufor ciekłego gazu).
● Mniej przystosowujący się do zmieniających się wymagań azotu niż dostarczanie w postaci ciekłej lub butelkowanej.
● Wymaga dodatkowej konserwacji.
| Zalety: | Wady: |
|---|---|
|
|
Powiązane artykuły