Азот используется очень широко — в промышленности, металлургии, машиностроении, энергетике и космонавтике, медицине, для производства стекла и решения многих других задач. И хотя воздух состоит из него более чем на 78%, у производства газа существует ряд трудностей и нюансов, которые исследователи постоянно пытаются решить.
Особенности производства азота
В лаборатории азот выделяется, как правило, путём охлаждения воздуха до жидкого состояния. Для этого до определённого уровня понижается и поддерживается температура, а потом медленно выпариваются лишние газы — например, кислород, гораздо более летучий, чем азот. Следующим этапом необходимо убрать из оставшейся смеси аргон
Сейчас существует несколько способ выделения азота из воздуха, каждый со своим уровнем эффективности, и со своим спектром применимости — например, некоторые позволяют выработать более чистый газ, другие — менее, но при этом достаточно хороший для промышленного использования. Среди оборудования для производства азота наиболее широкого представлены абсорбционные, мембранные и криогенные генераторы.
Мембранные генераторы для производства азота
Мембранный генератор стал распространяться с 70-х годов, с тех пор он улучшается и совершенствуется. В его основе лежит механизм фильтрации, следующее за ней воздействие давлением и пропускание смеси через мембранный модуль. Как результат, через отдельный патрубок выводится всё лишнее, включая молекулы кислорода, углекислого газа и т. д. В итоге азот достигает чистоты в 99,5%.
Мембранный способ пользуется спросом не в последнюю очередь благодаря надёжности. Установки лишены хрупких и движущихся частей, а чем проще устроено оборудование, тем реже оно ломается.
Установки подойдут для производств, где требуется выработка азота в больших объёмах. Для тех отраслей, где высока потребность именно в чистом газе, то есть чистотой больше 99,9%, лучше использовать абсорбционные методики.
Криогенные генераторы для выделения азота из воздуха
Другой распространённый метод производства азота — при помощи криогенератора. Воздух нагнетается в воздушный фильтр компрессором, где очищается, потом переходит во влагоотделитель, а затем — в специальный водяной холодильник. Он охлаждает воздух и забирает тепло. После этого газ расширяется и отправляется в сжиженном виде в ректификационную колонну. Первым делом во время выпаривания отделяется азот, что позволяет отделить друг от друга его, кислород и аргон.
Это позволяет получить газы высокой чистоты, сразу в жидком состоянии, однако генератор отличается большим размером, его невозможно быстро запустить или мгновенно остановить, его обслуживание требует присутствия персонала.
Адсорбционный генератор для производства азота
Метод короткоцикловой адсорбции даёт возможность получить газ высочайшей чистоты, в том числе подходящий для использования в медицинских целях. Нагнетаемый компрессором воздух подаётся в адсорберы с определённым давлением и температурой. Адсорбент поглощает кислород, потом выделяет. Всё происходит в виде постоянных коротких циклов, в результате которых вырабатывается газ с чистотой до 99,9995%.
В отличие от криогенного генератора, адсорбционный можно быстро включать и выключать, он легко кастомизируется и настраивается под конкретные потребности, процедура проходит автоматически, так что оператору не нужно присутствовать рядом с ним постоянно. Азотные генераторы устроены сравнительно просто — вникнуть в их работу сможет любой специалист после короткого обучения.
Как выбрать установку для производства азота?
Чтобы подобрать оборудование правильно, нужно учитывать значимые характеристики:
- сколько азота необходимо производству;
- какой чистоты должен получиться газ;
- какое пространство отведено под установку;
- в наличии ли требуемые для неё коммуникации;
- получится ли выделить сотрудника на постоянное обслуживание системы;
- как много и часто должен будет работать генератор;
- насколько сильно установка будет удалена от объекта.
Генератор азота подбирается под особенности производства, чтобы покрыть все нужды и при этом быть экономически выгодным.
