GRUPO TECNOLÓGICO HANGZHOU NUZHUO CO.,LTD.

Como obter nitrogênio gasoso de alta pureza a partir do ar?

1. Método de Separação de Ar Criogênico

O método de separação criogênica passou por mais de 100 anos de desenvolvimento e experimentou diversos processos diferentes, como alta tensão, alta e baixa tensão, média pressão e baixa tensão total. Com o desenvolvimento da tecnologia e dos equipamentos modernos de separação por ar comprimido, os processos de alta tensão, alta e baixa pressão e vácuo de média tensão foram praticamente eliminados. O processo de baixa pressão, com menor consumo de energia e maior segurança de produção, tornou-se a primeira opção para dispositivos de vácuo de baixa temperatura de grande e médio porte. O processo de separação por ar comprimido em baixa tensão total divide-se em processos de compressão externa e interna, de acordo com as diferentes etapas de compressão dos produtos de oxigênio e nitrogênio. O processo de compressão externa em baixa pressão total produz oxigênio ou nitrogênio em baixa pressão, que é então comprimido até a pressão necessária para ser fornecido ao usuário por meio de um compressor externo. Pressão máxima no processo de compressão a baixa pressão. O oxigênio líquido ou nitrogênio líquido gerado pela destilação é admitido por bombas de líquido na câmara fria para vaporizar após atingir a pressão requerida pelo usuário, sendo então fornecido ao usuário após reaquecimento no dispositivo principal de troca de calor. Os principais processos são filtragem, compressão, resfriamento, purificação, superalimentação, expansão, destilação, separação, recuperação de calor e fornecimento externo de ar bruto.

2. Método de adsorção por oscilação de pressão (método PSA)

Este método utiliza ar comprimido como matéria-prima. Geralmente, peneiras moleculares são usadas como adsorvente. Sob determinada pressão, a diferença na absorção de moléculas de oxigênio e nitrogênio presentes no ar por diferentes peneiras moleculares é explorada. Na coleta do gás, ocorre a separação do oxigênio e do nitrogênio; e o agente adsorvente de peneira molecular é analisado e reciclado após a remoção da pressão.
Além das peneiras moleculares, os adsorventes também podem utilizar alumina e silicone.
Atualmente, o dispositivo de adsorção de nitrogênio mais comum para transformadores utiliza ar comprimido e peneiras moleculares de carbono como adsorventes, e se baseia nas diferenças de capacidade, taxa e força de adsorção do oxigênio e do nitrogênio nas peneiras moleculares de carbono. Diferentes tensões conferem características distintas de capacidade de adsorção às peneiras moleculares de carbono para realizar a separação de oxigênio e nitrogênio. Primeiramente, o oxigênio do ar é adsorvido pelas moléculas de carbono, o que enriquece a fase gasosa com nitrogênio. Para obter nitrogênio de forma contínua, são necessárias duas torres de adsorção.

Aplicativo

1. As propriedades químicas do nitrogênio são muito estáveis ​​e geralmente não reagem a outras substâncias. Essa qualidade inercial permite seu amplo uso em muitos ambientes anaeróbicos, como na substituição do ar em recipientes específicos, onde desempenha funções de isolamento, retardamento de chamas, proteção contra explosões e anticorrosão. O nitrogênio é aplicado em diversos setores, incluindo indústrias e uso civil, em gasodutos, gasodutos e redes de gás liquefeito [11]. Também pode ser utilizado em embalagens de alimentos processados ​​e medicamentos, como gás de cobertura, para vedação de cabos, linhas telefônicas e pneus de borracha pressurizados e expansíveis. Como conservante, o nitrogênio é frequentemente utilizado em sistemas subterrâneos para retardar a corrosão causada pelo contato entre a coluna de gás e o fluido geotérmico.
2. O nitrogênio de alta pureza é utilizado no processo de fundição de metais para refinar o metal fundido e melhorar a qualidade da peça fundida. Esse gás previne eficazmente a oxidação do cobre em altas temperaturas, preservando a superfície do material e eliminando a necessidade de decapagem. O gás de forno de carvão à base de nitrogênio (composição: 64,1% N2, 34,7% CO, 1,2% H2 e uma pequena quantidade de CO2) atua como gás protetor durante a fusão do cobre, garantindo que a superfície do cobre fundido apresente qualidade para o produto final.
3. Cerca de 10% do nitrogênio produzido como refrigerante é utilizado principalmente para: solidificação de materiais geralmente macios ou com consistência semelhante à borracha, processamento de borracha em baixa temperatura, contração e instalação a frio e para o resfriamento de espécimes biológicos, como sangue, durante o transporte.
4. O nitrogênio pode ser usado para sintetizar óxido nítrico ou dióxido de nitrogênio para produzir ácido nítrico. Este método de fabricação é eficiente e de baixo custo. Além disso, o nitrogênio também pode ser usado para sintetizar amônia e nitreto metálico.