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Plusieurs méthodes de production industrielle d'azote

Jul 11, 2020

La préparation de l'azote industriel est obtenue en utilisant l'air comme matière première et en séparant l'oxygène et l'azote. Les principales méthodes comprennent la méthode cryogénique, la méthode d'adsorption à oscillation de pression et la méthode de séparation par membrane.


1. Méthode cryogénique

La production industrielle d'azote à grande échelle adopte généralement la méthode cryogénique traditionnelle. La méthode cryogénique utilise l'air comme matière première. Dans l'unité de séparation cryogénique de l'air, l'air est liquéfié cryogéniquement et les points d'ébullition de l'oxygène et de l'azote sont utilisés pour la rectification et la séparation.


En tant que technologie traditionnelle de séparation de l'air, la méthode cryogénique a servi les êtres humains pendant des décennies, et elle est toujours la principale source d'approvisionnement en azote dans l'industrie de mon pays GG. Parce que le temps d'industrialisation de la méthode cryogénique est relativement long, les gens ont une compréhension relativement mature de celle-ci, et cela présente les avantages que d'autres méthodes ne peuvent pas être remplacées, telles qu'une grande production de gaz, une grande pureté de l'azote du produit, un fonctionnement stable et l'oxygène et l'argon lors de l'extraction de l'azote. Pour d'autres gaz, c'est également l'avantage unique de la cryogénie par rapport à d'autres méthodes. Par conséquent, la méthode cryogénique occupe toujours une position dominante dans la séparation de l'air de grande et moyenne taille.


Cependant, son processus technologique compliqué, ses exigences élevées en matière de fabrication, d'installation et de mise en service d'équipement, son investissement ponctuel élevé, son coût de construction élevé, son encombrement élevé, sa production lente de gaz (12 ~ 24 heures), sa méthode cryogénique convient à l'industrie à grande échelle La production d'azote, mais à petite et moyenne échelle, la production d'azote n'est pas très économique.


2. Méthode d'adsorption par oscillation de pression

La technologie de séparation des gaz non cryogénique est une branche importante de la technologie de séparation des gaz par adsorption par oscillation de pression (PSA). Depuis la fin des années 60 et le début des années 70, il s'est développé rapidement à l'étranger. La production d'azote par adsorption par oscillation de pression utilise l'air comme matière première, utilise un tamis moléculaire en carbone comme adsorbant, utilise le principe d'adsorption par oscillation de pression et utilise le tamis moléculaire en carbone pour adsorber sélectivement l'oxygène et l'azote pour séparer l'oxygène et l'azote pour obtenir l'azote.


Par rapport à la production d'azote cryogénique traditionnelle, la production d'azote par adsorption à variation de pression a des caractéristiques évidentes: l'adsorption est effectuée à température ambiante, n'entraîne pas de problèmes adiabatiques, le processus est simple, l'équipement est facile à fabriquer, l'appareil est petit et la zone est petit, c'est-à-dire l'utilisation d'un espace libre prêt à l'emploi, prêt à installer, facile à ouvrir et à arrêter, démarrage rapide, production rapide de gaz (15 ~ 30 minutes), faible consommation d'énergie, faible coût d'exploitation, faible investissement, simple fonctionnement et entretien, installation facile du patin, bonne adaptabilité de l'appareil, gaz de produit Le réglage de la pureté peut être effectué selon les besoins. Du point de vue des avantages techniques et économiques, l'adsorption à oscillation de pression est supérieure au refroidissement cryogénique dans des unités génératrices d'azote de moins de 3000 Nm3 / h. Sur le marché, les générateurs d'azote en dessous de 1000 Nm3 / h sont assez compétitifs et sont bien accueillis par les petits et moyens utilisateurs


3. Méthode de séparation par membrane

Séparation par membrane La séparation de l'air est une technologie de pointe développée à l'étranger dans les années 1980, qui appartient à la science des matériaux polymères. C'est l'une des dix industries de haute technologie du 21e siècle. Bien que la technologie ait commencé tardivement, elle s'est développée rapidement, et sa promotion et son application en Chine sont une question de ces dernières années.


Le principe de base de la séparation par membrane est d'utiliser l'air comme matière première pour séparer l'oxygène et l'azote en utilisant différents taux de perméabilité des gaz tels que l'oxygène et l'azote dans les membranes à fibres creuses sous une certaine pression. Par rapport aux deux méthodes de production d'azote ci-dessus, la production d'azote de séparation par membrane présente les avantages d'une structure d'appareil plus simple, d'un volume plus petit, d'aucune vanne de commutation, d'une gestion plus pratique du fonctionnement et de la maintenance, d'une vitesse de production de gaz plus rapide et d'une expansion et d'une expansion pratiques. Cependant, les membranes à fibres creuses ont des exigences plus élevées pour le nettoyage de l'air comprimé. Les éléments filtrants des membranes sont sujets au vieillissement, à la corrosion et à la défaillance, et sont souvent difficiles à réparer. Les nouvelles membranes doivent être remplacées. De plus, les membranes à fibres creuses doivent actuellement être importées de l'étranger et sont coûteuses.


La production d'azote par séparation membranaire convient mieux aux utilisateurs d'azote de petite et moyenne taille nécessitant une pureté d'azote ≤98%, et a le rapport prix-fonction. Cependant, lorsque la pureté de l'azote doit être supérieure à 98%, son prix est d'environ 30% supérieur à celui d'un dispositif d'adsorption à oscillation de pression de la même spécification.


En résumé, du point de vue de la méthode de préparation, de l'installation, du fonctionnement, des difficultés de maintenance, de la fabrication et du coût d'utilisation, le générateur d'azote PSA présente les avantages d'un petit investissement, d'une utilisation simple, d'un entretien facile et d'une faible consommation d'énergie. Il est particulièrement avantageux pour les clients avec de l'azote de petite et moyenne taille (moins de 3000 Nm3 / h).