Nitrogen: What is it and where is it used?
21 April, 2022
Nitrogen is all around us. It is the biggest component of the air we breathe, but we don't use it. In this article we take a look at some of the many things it can be used for.
Выбор оптимального источника получения азота для вашего предприятия
Чаще всего предприятия, которым нужен азот, закупают технический газ в баллонах. При этом существуют более эффективные альтернативы, главная из которых — производство на месте с помощью генератора короткоцикловой безнагревной адсорбции или мембранного генератора. В этой статье описываются различные варианты и преимущества каждого из них.
Получение азота от стороннего поставщика
Азот в баллонах
Первый из упомянутых вариантов – приобретение баллонов с азотом у стороннего изготовителя. Этот процесс очень прост. Вы заказываете нужное вашему предприятию количество азота, и производитель поставляет его в больших тяжелых баллонах.
N2O2, произведенный на криогенной азотной станции, преобразуется в газ и закачивается в баллон под очень высоким давлением (300 бар). В результате большое количество газообразного азота удается поместить в относительно небольшой баллон. При этом баллоны достаточно массивные и тяжелые, так как только это позволяет им выдерживать давление газа.
После использования баллоны устанавливаются в баллонную стойку, где и хранятся до возврата изготовителю, что требует дополнительной складской площади.
Преимущества:
● простое решение для предприятий с низким потреблением азота;
● обеспечивает снабжение азотом в случае пиков потребления;
● простая установка.
Недостатки:
● из-за большого размера и веса баллонов их транспортировка не экологична;
● рабочее давление должно быть выше давления в баллоне, так как в противном случае азот расходуется впустую;
● относительно высокая цена из-за затрат на производство и транспортировку;
● избежать перерывов в работе можно только при использовании специальной системы переключения между стойками с баллонами;
● соображения безопасности (погрузка и разгрузка тяжелых стальных баллонов, высокое давление);
● зависимость от поставщиков азота;
● не подходит для предприятий с высоким потреблением газа.
Поставки жидкого азота
Второй вариант, предусматривающий поставки от сторонних производителей и установку резервуара для хранения жидкого азота, который периодически заполняется газовой компанией. Эти резервуары можно арендовать у поставщика или приобрести. Кроме того, чтобы использовать газообразный азот, нужен испаритель.
Испаритель преобразует жидкий азот в газообразный. Как и в случае азота в баллонах, в этом случае необходима транспортировка. Жидкий азот перевозят в термоизолированных автоцистернах и затем перекачивают в изолированный резервуар заказчика для хранения.
Если требуется небольшое количество жидкого азота, можно заказать поставку в небольших баллонах. Такие небольшие баллоны известны как сосуды Дьюара. Жидкий азот, как и азот в баллонах, производится на криогенных азотных станциях.
Преимущества:
● обеспечивает снабжение азотом в случае пиков потребления;
● как правило, это выгоднее, чем азот в баллонах;
● заказчику легко регулировать количество поставляемого азота в зависимости от потребности.
Недостатки:
● изоляция бака не идеальна. Сжиженный газ может нагреваться и испаряться (потери от испарения*);
● газовые компании обычно заключают долгосрочные контракты (стандартный срок 5 – 7 лет);
● требуется дополнительная подготовка, в том числе устройство специального фундамента и установка испарителя;
● неэкологичное решение;
● проблемы безопасности (температура жидкого азота равна -196 °C, при работе с ним существует риск обморожения);
● в холодное время года и при расходе больше номинального испаритель может замерзать.
*Потери от испарения не компенсируются. Каждый раз, когда используется меньше азота, чем есть в резервуаре, давление увеличивается и азот испаряется. Если расхода газа нет, каждый день вы теряете по 1% от оставшегося объема резервуара. Чтобы избежать этих потерь, резервуар следует регулярно дозаполнять (обычно раз в неделю).
Производство на месте с помощью криогенной установки
Альтернативой закупке жидкого азота является его производство на месте с помощью криогенной установки. Если ваше предприятие потребляет очень большое количество газа, газовая компания может установить у вас компактную азотную станцию. Речь идет о таком же генераторе, как и тот, что используется для производства азота в баллонах и цистернах. Дополнительную информацию о криогенных генераторах азота можно найти в статье по ссылке.
Собственное производство азота
В отличие от предыдущих методов покупки и получения азота, в случае собственного производства не используется криогенная технология. Нимембранный генератор азота, ни генератор азота с технологией короткоцикловой адсорбции (КЦА) не требуют экстремальных температур. Такие генераторы разделяют воздух на компоненты другими способами.
Хотя мембранная технология и технология КЦА сильно различаются, они обе используют поток сжатого воздуха. Кроме того, поскольку эти два генератора не используют охлаждение, отличается и состав получаемого газа.
Азот, полученный в криогенных азотных установках отличается высокой степенью чистоты. Доступные на рынке генераторы могут производить азот разной чистоты в соответствии с вашими потребностями. При этом стоит отметить, что не имеет смысла добиваться с помощью генераторов КЦА и мембранных генераторов уровня чистоты полученного криогенным методом азота.
При использовании такого оборудования более высокий уровень чистоты потребует большей мощности, что увеличивает эксплуатационные расходы. Уровень чистоты, который обеспечивают генераторы КЦА и мембранные генераторы, достаточен для большинства областей применения. Пользователи могут снизить для себя затраты на единицу объема азота, используя азот нужной им чистоты, а не самой высокой. Дополнительную информацию о чистоте азота можно найти здесь.
Преимущества:
● обычно производство собственного азота — самое экономичное решение;
● вы можете выбрать требуемую степень чистоты, а от этой степени будут зависеть расходы на электроэнергию;
● независимость от поставщиков газа;
● стабильная стоимость газа;
● безопасность;
● отсутствие отходов;
● самый экологичный вариант.
Недостатки:
● специальные мероприятия для компенсации пикового расхода (например, буферный ресивер, буферный ресивер высокого давления, буфер для сжиженного газа);
● меньше возможностей адаптировать получение азота при колебании потребности в газе, чем при покупке баллонов или сжиженного газа;
● дополнительное техническое обслуживание.
Подробнее о PSA и мембранных генераторах
Генераторы короткоцикловой безнагревной адсорбции
![Схема генератора PSA]()
Генераторы короткоцикловой безнагревной адсорбции
Узнайте больше о выработке азота с помощью технологии PSA.
Узнайте больше о выработке азота с помощью технологии PSA.
Узнайте больше о выработке азота с помощью технологии PSA.
Мембранные генераторы
![]()
Мембранные генераторы
Узнайте больше о выработке азота с помощью мембранных генераторов.
Узнайте больше о выработке азота с помощью мембранных генераторов.
Узнайте больше о выработке азота с помощью мембранных генераторов.
Другие статьи по этой теме