Жидкий азот — агрегатное состояние азота, которое широко востребовано в медицине и научных исследованиях, электронике и пищевой промышленности, а также массе других сфер жизни человека. Как покрываются все эти потребности? Как получить нужное количество жидкого азота? На сегодняшний день выделены три основных метода получения жидкого азота. По сути все они основаны на разложении атмосферного воздуха — неисчерпаемого ресурса планеты.
Как делают азот и переводят его в жидкое состояние
Криогенный метод
Криогенный метод получения жидкого азота — это технология, основанная на разделении атмосферного воздуха с помощью сверхнизких температур. В основу здесь положен физический закон конденсации. В качестве оборудования используются криогенные станции или комплексы, которые позволяют получить не только азот, но и кислород и аргон.
Сам технологический процесс на первый взгляд выглядит достаточно просто. На первом этапе воздух нагнетается компрессором и проходит через фильтр, который очищает среду от частиц пыли. Затем он пропускается через влагоотделитель, где отделяется сконденсированная при сжатии воздуха вода. Следующий отсек — это водяной холодильник. Здесь атмосферный воздух охлаждается, при этом осуществляется забор тепла. Одновременно с этим через декарбонизатор, заполненный водным раствором едкого натра, из воздуха поглощается углекислота. Влага и углекислота обязательно должны быть удалены. При ином раскладе их кристаллы забивают трубопроводы, приводят к остановке производства и необходимости установки продувного оборудования (поэтому криогенный способ получения жидкого азота обходится дороже).
Следующий этап проходит в детандере. Здесь осуществляется резкое расширение и охлаждение воздуха, что приводит к его сжижению. В жидком состоянии его отправляют в ректификационную колонну, где суспензия постепенно выпаривается. В первую очередь испаряется азот. Затем газ подвергается ожижению. Для этого азот охлаждается до температуры около -200 градусов по Цельсию, подается на специальный клапан, который понижает его давление до нескольких бар. В результате происходит быстрое расширение газа и его охлаждение до -196 С — температуры кипения азота. После продукт нужно лишь собрать в специальные резервуары. На данный момент для транспортировки и хранения жидкого азота используются сосуды Дьюара и специальные криоцистерны.
Криогенный метод — это способ получить сжиженный газ высокой чистоты. Одновременно с этим он требует больших производственных площадей, а также серьезных временных затрат.
Адсорбционный метод
Адсорбционный метод или метод короткоцикловой адсорбции — высокоэффективная технология, которая позволяет получить азот чистотой 99,9995%. Суть метода заключается в очистке атмосферного воздуха и разделении его на компоненты за счет последовательного чередования этапов адсорбции и десорбции.
Первый этап — фаза разделения. Необходимо сразу оговориться, что молекулы кислорода меньше молекул азота, благодаря этому их легко разделить через специальные адсорберы. Уже на этом этапе получается инертный газ высокой степени чистоты. По сути он уже не требует дополнительных манипуляций, его можно запасать и использовать по назначению.
При этом существует и фаза регенерации, на которой небольшой объем азота перемещается во второй адсорбер, где происходит сброс давления. Образовавшийся при этом поток воздуха вытесняет кислород, который попал в предыдущей фазе разделения, и выводит его вместе с выхлопными газами.
Полученный в результате адсорбции азот сжижается и готов к использованию.
Мембранный метод
Мембранный метод — способ получения азота, основанный на использовании статичного оборудования. В мембранных установках нет никаких движущихся частей, что обеспечивает ее исключительную надежность в работе. При этом для разделения атмосферного воздуха здесь используется специальное полимерное волокно, намотанное на катушку. Собственно, эта конструкция и носит название мембраны. Вследствие разных парциальных давлений на внешней и внутренней поверхности прибора происходит отделение газа. Итоговая чистота азота при этом достигает максимум 99,5%. Далее полученное сырье охлаждается для получения жидкого азота по технологии, описанной выше.
Сделать газообразный, а затем и жидкий азот действительно не проблема для современных лабораторий и предприятий. А вот какой метод они выберут — момент, который зависит от многих факторов. Сюда включен и необходимый для производства объем, и имеющиеся площади, и бюджет. Но в любом случае покрыть любые потребности в этом химическом веществе возможно.
В каталоге на нашем сайте вы можете купить жидкий азот по выгодной цене.