A miniaturização do nitrogênio líquido industrial geralmente se refere à produção de nitrogênio líquido em equipamentos ou sistemas relativamente pequenos. Essa tendência à miniaturização torna a produção de nitrogênio líquido mais flexível, portátil e adequada para uma gama mais diversificada de aplicações.

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Para a miniaturização do nitrogênio líquido industrial, existem principalmente os seguintes métodos:

 

Unidades simplificadas de preparação de nitrogênio líquido: Essas unidades normalmente utilizam tecnologia de separação de ar para extrair nitrogênio do ar por métodos como adsorção ou separação por membrana e, em seguida, utilizam sistemas de refrigeração ou expansores para resfriar o nitrogênio até o estado líquido. Essas unidades são geralmente mais compactas do que as grandes unidades de separação de ar e são adequadas para uso em pequenas instalações, laboratórios ou onde a produção de nitrogênio no local é necessária.

 

Miniaturização do método de separação de ar a baixa temperatura: O método de separação de ar a baixa temperatura é um método comumente utilizado na produção industrial de nitrogênio, no qual o nitrogênio líquido é purificado por meio de compressão em múltiplos estágios, expansão por resfriamento e outros processos. Os equipamentos miniaturizados de separação de ar a baixa temperatura geralmente utilizam tecnologia de refrigeração avançada e trocadores de calor eficientes para reduzir o tamanho do equipamento e melhorar a eficiência energética.

 

Miniaturização do método de evaporação a vácuo: sob condições de alto vácuo, o nitrogênio gasoso é evaporado gradualmente sob pressão, reduzindo sua temperatura e, finalmente, obtendo-se nitrogênio líquido. Este método pode ser implementado por meio de sistemas de vácuo e evaporadores miniaturizados, sendo adequado para aplicações que exigem produção rápida de nitrogênio.

 

A miniaturização do nitrogênio líquido industrial apresenta as seguintes vantagens:

 

Flexibilidade: O equipamento miniaturizado para produção de nitrogênio líquido pode ser movido e implantado de acordo com as necessidades reais, adaptando-se às exigências de diferentes situações.

 

Portabilidade: O dispositivo é pequeno, fácil de transportar e permite a rápida instalação de sistemas de produção de nitrogênio no local.

 

Eficiência: Os equipamentos miniaturizados para produção de nitrogênio líquido geralmente utilizam tecnologia avançada e trocadores de calor eficientes para melhorar a eficiência energética e reduzir o consumo de energia.

 

Proteção ambiental: O nitrogênio líquido, por ser um fluido refrigerante limpo, não produz substâncias nocivas durante o uso e é amigo do meio ambiente.

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O processo de produção de nitrogênio líquido inclui principalmente as seguintes etapas; a seguir, uma descrição detalhada do processo:

 

Compressão e purificação do ar:

1. O ar é primeiro comprimido pelo compressor de ar.

2. O ar comprimido é resfriado e purificado para se tornar ar de processo.

 

Transferência de calor e liquefação:

1. O ar de processo é submetido a troca de calor com o gás de baixa temperatura através do trocador de calor principal para produzir líquido, que entra na torre de fracionamento.

2. A baixa temperatura é causada pela expansão do ar de alta pressão no sistema de estrangulamento ou pela expansão do ar de média pressão no expansor.

 

Fracionamento e purificação:

1. O ar é destilado no fracionador através de camadas de bandejas.

2. O nitrogênio puro é produzido no topo da coluna inferior da coluna de fracionamento.

 

Capacidade de reciclagem de refrigeração e produção de produtos:

1. O nitrogênio puro a baixa temperatura proveniente da torre inferior entra no trocador de calor principal e recupera a quantidade de frio por meio da troca de calor com o ar de processo.

2. O nitrogênio puro reaquecido é liberado como produto e se torna o nitrogênio necessário para o sistema subsequente.

 

Produção de nitrogênio liquefeito:

1. O nitrogênio obtido através das etapas acima é posteriormente liquefeito sob condições específicas (como baixa temperatura e alta pressão) para formar nitrogênio líquido.

2. O nitrogênio líquido tem um ponto de ebulição extremamente baixo, cerca de -196 graus Celsius, por isso precisa ser armazenado e transportado sob condições rigorosas.

 

Armazenamento e estabilidade:

1. O nitrogênio líquido é armazenado em recipientes especiais, que geralmente possuem boas propriedades de isolamento para retardar a taxa de evaporação do nitrogênio líquido.

2. É necessário verificar regularmente a vedação do recipiente de armazenamento e a quantidade de nitrogênio líquido para garantir a qualidade e a estabilidade do nitrogênio líquido.


Data da publicação: 25 de maio de 2024