HANGZHOU NUZHUO TECHNOLOGY GROUP CO.,LTD.

Vloeibare stikstof, met de chemische formule N₂, is een kleurloze, geurloze en niet-giftige vloeistof die wordt verkregen door stikstof vloeibaar te maken door middel van diep koelen. Het wordt veel gebruikt in wetenschappelijk onderzoek, de geneeskunde, de industrie en bij het invriezen van voedsel vanwege de extreem lage temperatuur en de diverse toepassingen. Dus, hoe ontstaat vloeibare stikstof? Dit artikel geeft een gedetailleerd antwoord op deze vraag vanuit verschillende aspecten: de extractie van stikstof, de luchtscheidingsmethode met diep koelen, het proces van de productie van vloeibare stikstof en de praktische toepassingen ervan.

Stikstofextractie

De productie van vloeibare stikstof vereist de eerste stap van het verkrijgen van zuivere stikstof. Stikstof is het hoofdbestanddeel van de aardatmosfeer en maakt 78% van het luchtvolume uit. Het extraheren van stikstof gebeurt doorgaans met behulp van diepe koudeluchtscheidingstechnologie of drukwisseladsorptie (PSA). Diepe koudeluchtscheiding is de meest gebruikte industriële methode. Door de lucht te comprimeren en te koelen, worden zuurstof, stikstof en andere gascomponenten bij verschillende temperaturen gescheiden. De drukwisseladsorptiemethode maakt gebruik van de verschillende adsorptie-eigenschappen van adsorbentia voor verschillende gassen, waardoor stikstof met een hoge zuiverheid wordt verkregen via een cyclus van adsorptie en desorptie. Deze methoden garanderen de zuiverheid en kwaliteit van stikstof als grondstof voor het productieproces van vloeibare stikstof.

Diepe koudeluchtscheidingsmethode

De diepe koudeluchtscheidingsmethode is een van de belangrijkste stappen in de productie van vloeibare stikstof. Deze methode maakt gebruik van de verschillende kookpunten van gassen in de lucht om stikstof, zuurstof en andere gascomponenten vloeibaar te maken en geleidelijk te verdampen. Het kookpunt van stikstof is -195,8 °C, terwijl dat van zuurstof -183 °C is. Door de temperatuur geleidelijk te verlagen, wordt zuurstof eerst vloeibaar gemaakt en van andere gassen gescheiden, waardoor het resterende deel overblijft als stikstof met een hogere zuiverheidsgraad. Vervolgens wordt deze stikstof verder afgekoeld tot onder het kookpunt om het vloeibaar te maken tot vloeibare stikstof, wat het kernprincipe is van de vorming van vloeibare stikstof.

Het proces van de productie van vloeibare stikstof

Het proces van de productie van vloeibare stikstof omvat verschillende hoofdstappen: Eerst wordt de lucht samengeperst en gezuiverd om onzuiverheden zoals water en koolstofdioxide te verwijderen; vervolgens wordt de lucht voorgekoeld, meestal tot ongeveer -100 °C om de scheidingsefficiëntie te verbeteren; vervolgens vindt diepe koude scheiding plaats, waarbij het gas geleidelijk wordt afgekoeld tot de liquefactietemperatuur van stikstof om vloeibaar stikstofgas te verkrijgen. In dit proces spelen warmtewisselaars en fractioneringstorens een cruciale rol bij het garanderen van de effectieve scheiding van verschillende componenten bij de juiste temperaturen. Ten slotte wordt het vloeibare stikstofgas opgeslagen in speciaal ontworpen geïsoleerde containers om de extreem lage temperatuur te behouden en verdampingsverlies te voorkomen.

Technische uitdagingen bij de vorming van vloeibare stikstof

De vorming van vloeibare stikstof vereist het overwinnen van verschillende technische uitdagingen. Ten eerste is het handhaven van een lage temperatuuromgeving noodzakelijk, aangezien het kookpunt van vloeibare stikstof extreem laag is. Tijdens het liquefactieproces is het noodzakelijk om een ​​temperatuur onder de -195,8 °C te handhaven, wat hoogwaardige koelapparatuur en isolatiematerialen vereist. Ten tweede moet tijdens het diepkoude proces overmatige condensatie van zuurstof worden vermeden, omdat vloeibare zuurstof sterk oxiderende eigenschappen heeft en potentiële veiligheidsrisico's met zich meebrengt. Daarom moet het stikstof-zuurstofscheidingsproces tijdens het ontwerpproces nauwkeurig worden gecontroleerd en moeten geschikte materialen worden gebruikt om de veiligheid en stabiliteit van het systeem te garanderen. Bovendien vereisen het transport en de opslag van vloeibare stikstof speciaal ontworpen Dewar-kolven om temperatuurstijging en verdampingsverlies van vloeibare stikstof te voorkomen.

Werkelijke toepassingen van vloeibare stikstof

De lagetemperatuureigenschappen van vloeibare stikstof maken het breed toepasbaar in diverse vakgebieden. In de geneeskunde wordt vloeibare stikstof gebruikt in cryochirurgie en weefselconservering, zoals het invriezen van huidletsels en het conserveren van biologische monsters. In de voedingsmiddelenindustrie wordt vloeibare stikstof gebruikt voor het snel invriezen van voedsel, omdat de extreem lage temperatuur ervoor zorgt dat voedsel snel kan worden ingevroren, waardoor de celstructuur minder wordt beschadigd en de oorspronkelijke smaak en voedingswaarde van het voedsel behouden blijven. In de onderzoekswereld wordt vloeibare stikstof veel gebruikt in onderzoek naar supergeleiding, natuurkundige experimenten bij lage temperaturen, enz., omdat het een experimentele omgeving met extreem lage temperaturen biedt. Daarnaast wordt vloeibare stikstof in de industriële productie gebruikt bij metaalbewerking, warmtebehandeling en als inert gas om bepaalde chemische reacties te voorkomen. Conclusie

Het vormingsproces van vloeibare stikstof is een complex fysisch proces, dat voornamelijk wordt bereikt door middel van diepe koudeluchtscheidingsmethoden en liquefactietechnologieën. De lagetemperatuureigenschappen van vloeibare stikstof maken het een belangrijke rol in diverse sectoren, zoals de industrie, de geneeskunde en het onderzoek. Van de extractie van stikstofgas tot diepe koude liquefactie en uiteindelijk de toepassing ervan, elke stap toont de kracht van geavanceerde koel- en scheidingstechnologieën. In de praktijk moeten technici het productieproces continu optimaliseren om het energieverbruik te verminderen en de efficiëntie van de productie van vloeibare stikstof te verbeteren.

Wij zijn fabrikant en exporteur van luchtscheidingsunits. Wilt u meer over ons weten?

Contactpersoon: Anna

Telefoon/Whatsapp/Wechat: +86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com