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 via een diepkoelingsproces. Het wordt veel gebruikt in wetenschappelijk onderzoek, de geneeskunde, de industrie en voor het invriezen van voedsel vanwege de extreem lage temperatuur en de diverse toepassingen. Maar hoe wordt vloeibare stikstof gevormd? Dit artikel geeft een gedetailleerd antwoord op deze vraag vanuit verschillende invalshoeken: de winning van stikstof, de diepkoelingsmethode voor luchtscheiding, het productieproces van vloeibare stikstof en de praktische toepassingen ervan.

Stikstofextractie

De productie van vloeibare stikstof vereist allereerst het verkrijgen van zuivere stikstof. Stikstof is het belangrijkste bestanddeel van de aardatmosfeer en beslaat 78% van het luchtvolume. Het winnen van stikstof gebeurt doorgaans met behulp van diepe koudeluchtscheidingstechnologie of drukschommelingsadsorptie (PSA). Diepe koudeluchtscheiding is de meest gebruikte industriële methode. Door de lucht te comprimeren en af ​​te koelen, worden zuurstof, stikstof en andere gascomponenten bij verschillende temperaturen gescheiden. De drukschommelingsadsorptiemethode maakt gebruik van de verschillende adsorptie-eigenschappen van adsorbenten voor verschillende gassen, waardoor via een cyclus van adsorptie en desorptie zeer zuivere stikstof wordt verkregen. Deze methoden garanderen de zuiverheid en kwaliteit van de 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 laten 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 gescheiden van de andere gassen, waardoor het resterende deel als stikstof met een hogere zuiverheid overblijft. Vervolgens wordt deze stikstof verder afgekoeld tot onder het kookpunt om het vloeibaar te maken tot vloeibare stikstof. Dit is het kernprincipe van de vorming van vloeibare stikstof.

Het proces van vloeibare stikstofproductie

Het productieproces van vloeibare stikstof omvat verschillende belangrijke stappen: Ten eerste wordt de lucht gecomprimeerd 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; daarna vindt een diepe koude scheiding plaats, waarbij het gas geleidelijk wordt afgekoeld tot de vloeibaarheidstemperatuur van stikstof om vloeibare stikstof te verkrijgen. In dit proces spelen warmtewisselaars en fractioneringstorens een cruciale rol bij het garanderen van een effectieve scheiding van de verschillende componenten bij de juiste temperaturen. Ten slotte wordt de vloeibare stikstof 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 productie van vloeibare stikstof brengt diverse technische uitdagingen met zich mee. Ten eerste is het handhaven van een lage temperatuur noodzakelijk, aangezien het kookpunt van vloeibare stikstof extreem laag is. Tijdens het vloeibaarmakingsproces moet de temperatuur onder de -195,8 °C blijven, wat hoogwaardige koelapparatuur en isolatiematerialen vereist. Ten tweede moet tijdens het diepvriesproces overmatige condensatie van zuurstof worden vermeden, omdat vloeibare zuurstof sterke 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-vaten om temperatuurstijging en verdamping van vloeibare stikstof te voorkomen.

Praktische toepassingen van vloeibare stikstof

De lage-temperatuureigenschappen van vloeibare stikstof maken het breed toepasbaar in diverse sectoren. In de geneeskunde wordt vloeibare stikstof gebruikt bij cryochirurgie en weefselconservering, zoals het bevriezen van huidlaesies en het conserveren van biologische monsters. In de voedingsmiddelenindustrie wordt vloeibare stikstof gebruikt voor het snel invriezen van voedsel, omdat de ultralage temperatuur ervoor zorgt dat voedsel snel bevriest, waardoor de celstructuur minder beschadigd raakt en de oorspronkelijke smaak en voedingswaarde behouden blijven. In de wetenschap wordt vloeibare stikstof veelvuldig gebruikt voor onderzoek naar supergeleiding, experimenten in de lage-temperatuurfysica, enz., omdat het een extreem lage experimentele omgeving biedt. Daarnaast wordt vloeibare stikstof in de industrie gebruikt bij metaalbewerking, warmtebehandeling en als inert gas om bepaalde chemische reacties te voorkomen. Conclusie

Het productieproces van vloeibare stikstof is een complex fysisch proces, dat voornamelijk wordt bereikt door middel van diepvriesluchtscheiding en vloeibaarmakingstechnologieën. De lage temperatuureigenschappen van vloeibare stikstof zorgen ervoor dat het een belangrijke rol speelt in diverse sectoren, zoals de industrie, de geneeskunde en het onderzoek. Van de winning van stikstofgas tot de diepvriesvloeibaarmaking en uiteindelijk de toepassing ervan, toont elke stap de kracht van geavanceerde koel- en scheidingstechnologieën aan. In de praktijk moeten technici het productieproces continu optimaliseren om het energieverbruik te verminderen en de efficiëntie van de vloeibare stikstofproductie te verbeteren.

Wij zijn fabrikant en exporteur van luchtseparatie-units. Wilt u meer over ons weten?

Contactpersoon: Anna

Tel./Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com