يعتبر النيتروجين "خامس أكبر منفعة" في الإنتاج الصناعي

النيتروجين، الذي يعتبر "الخامس من أكبر المرافق" في الإنتاج الصناعي، هو مهم مثل الماء والكهرباء والغاز الطبيعي والهواء المضغوط، ويستخدم على نطاق واسع في سيناريوهات صناعية مختلفة.حالياً، هناك طريقتان رئيسيتان للحصول على النيتروجين: الأولى هي الاعتماد على الموردين الخارجيين (مثل غاز الأسطوانة والنيتروجين السائل والفصل الجوي التخفيفي في الموقع) ،والآخر هو إنتاج النيتروجين في الموقعمع زيادة الطلبات على خفض التكاليف والكفاءة في الصناعة،توليد النيتروجين في الموقعأصبح الاتجاه الرئيسي للسوق.أتلاس كوبكو، باستخدام خبرتها في معدات الغاز ، يمكن أن توفر حلول مصممة خصيصا في موقع توليد النيتروجين على أساس متطلبات الشركة الخاصة للنقاء ومعدل التدفق ،مساعدة الشركات على التحكم في التكاليف مع زيادة جودة النيتروجين إلى أقصى حدهذه المقالة ستوجهك من خلال اتجاهات التنمية والمزايا الأساسية والمبادئ التقنية والتطبيقات الصناعية لتوليد النيتروجين في الموقع.توفير مرجع لاختيار محلول إمدادات النيتروجين الخاص بك.

النموذج التقليدي للاعتماد على موردي النيتروجين من الخارج (مثل تخزين أسطوانات الغاز وخزانات تخزين النيتروجين السائل) له العديد من نقاط المشكلة:الخدمات اللوجستية والنقل لها عبء بيئي كبير، يجب على الموظفين قضاء الوقت في إدارة سلسلة التوريد، الغاز يضيع بسهولة، هناك مخاطر السلامة، والتكلفة الإجمالية طويلة الأجل مرتفعة.

إنتاج النيتروجين في الموقع يمكن أن يحل هذه المشاكل بشكل مثالي ، ويمكن تلخيص مزاياه الأساسية في 6 نقاط:

1. تكلفة أقل: تكلفة إنتاج النيتروجين الوحدة هي جزء صغير فقط من تكلفة الموردين الخارجيين، مما يؤدي إلى فوائد كبيرة على المدى الطويل.
2. التكاليف قابلة للسيطرة: لا توجد حاجة إلى توقيع عقود توريد طويلة الأجل ومعقدة مع أطراف ثالثة، وتكون التكاليف مستقرة ويمكن التنبؤ بها.
3. صفر نفايات: إنتاج النيتروجين يتناسب مباشرة مع الاستخدام، ولن يكون هناك غاز فارغ أو مضيعة.
4. خفض تكاليف الإدارة: القضاء على العمليات مثل نقل النيتروجين ومعالجة الطلبات وموازنة المدفوعات، مما يقلل من حجم الجهد الإداري المطلوب.
5. أكثر أماناً: لا حاجة لتخزين كميات كبيرة من أسطوانات الغاز عالية الضغط أو النيتروجين السائل في الموقع، مما يقلل من مخاطر السلامة في بيئة العمل.
6. تأثيرات بيئية منخفضة: يقلل من انبعاثات الكربون أثناء النقل ويزيل الحاجة إلى حاويات تخزين كثيفة الموارد.

بالنسبة للشركات التي لديها طلب يومي ثابت على النيتروجين ، فإن توليد النيتروجين في الموقع هو بلا شك خيار أفضل ، لأنه يمكن أن يحسن كفاءة التشغيل من أبعاد متعددة مثل سلسلة التوريد ،التكلفةوالسلامة.

يعتمد إنتاج النيتروجين في الموقع بشكل رئيسي على تقنيتين أساسيتين: تقنية فصل الغشاءتكنولوجيا امتصاص التأرجح تحت الضغط (PSA)ويتم اختيار هذين النظامين بشكل مرن وفقًا لاحتياجات الشركات.

المكون الأساسي لتوليد النيتروجين عن طريق فصل الغشاء هو "وحدة الغشاء" (حوالي 10 سم في القطر) ، والتي تمتلئ بعدد كبير من ألياف البوليمر المجوفة.يمكن تلخيص عملية توليد النيتروجين على أنها "فصل التسرب. "

• بعد أن يدخل الهواء المضغوط الجاف والنظيف إلى وحدة الغشاءالمكونات المختلفة في الهواء سوف تمر عبر جدار الألياف البوليمرية بسرعة مختلفة بسبب الاختلافات في الخصائص الجزيئية (هذه العملية تسمى "التناضح").
• جزيئات الماء (H2O) تخترق أسرع وأول من يمر عبر جدار الألياف ويتم طردها؛ جزيئات الأكسجين (O2) تخترق الثانية أسرع ويتم طردها لاحقا.
• جزيئات النيتروجين (N2) لديها معدل تسرب أبطأ ولا يمكن أن تمر عبر جدار الألياف. في نهاية المطاف تبقى داخل الألياف وتتدفق من الطرف الآخر من الغشاء،تصبح غاز النيتروجين القابل للاستخدام.
• لمنع الغازات غير المنقولة من خلق الضغط الزائد وتسديد الألياف داخل غلاف الغشاءغلاف الغشاء مجهز بـ "منافذ التنفس" لتفريغ "غازات النفايات" مثل الماء والأكسجين على الفور.

• يجب أن يكون الهواء المدخول نظيفًا وجافًا: إذا كان الهواء المضغوط يحتوي على الماء السائل أو الشوائب ، فسيؤدي ذلك إلى انسداد ألياف الحجاب الحاجز ويقصر عمره.يجب تثبيت منفصل للمياه (مثل مجفف مبرد) فوق مولد النيتروجينبعض النماذج لديها بالفعل مرشحات ومجففات مدمجة ، لذلك لا يلزم تركيب إضافي.
• كمية صغيرة من بخار الماء مسموح بها: يمكن أن تتحمل ألياف الغشاء كمية معينة من بخار الماء ، لذلك لا توجد حاجة لمعالجة رطوبة الهواء المدخول بشكل مفرط ،لكن يجب تجنب دخول الماء السائل.

يستند إنتاج النيتروجين PSA إلى دورة "الإستيعاب - التجديد". المكونات الأساسية هي اثنين من الأوعية الضغطية (برج A والبرج B) التي تحتوي على "جرافات الكربون الجزيئييتم تحقيق إنتاج النيتروجين المستمر عن طريق تبديل حالات تشغيل البرجين.

• مرحلة الامتصاص: الهواء المضغوط الجاف والنظيف يدخل البرج أ، وسوف يفضل جرس الكربون الجزيئي امتصاص الشوائب مثل الأكسجين (O2) ، ثاني أكسيد الكربون (CO2) ،وبخار الماء (جزيئات الأكسجين أصغر ويمكن أن تدخل مسام الجرثومية، في حين أن جزيئات النيتروجين أكبر ولا يمكن أن تدخل) ، يتم تفريغ النيتروجين غير المستوعب من البرج A ويمكن استخدامه أو تخزينه مباشرة.
• مرحلة التجديد: عندما يكون البرج A مشبعًا بالامتصاص ، يتحول النظام إلى البرج B (البرج B يدخل مرحلة الامتصاص و ينتج النيتروجين باستمرار) ؛ في نفس الوقت ،كمية صغيرة من النيتروجين التي يتم تفريغها من البرج A سوف تتدفق مرة أخرى إلى البرج A، خفض الضغط داخل البرج أ. بعد انخفاض الضغط، سيقوم جراب الكربون الجزيئي إطلاق الأكسجين الممتص سابقا،والذي سيتم نقله بواسطة النيتروجين العكسي وتفريغها.
• البرجين يتناوبان بين الامتصاص والتكوين لتحقيق إنتاج النيتروجين المستمر والمستقر لمدة 24 ساعة.يستخدم مولد النيتروجين من سلسلة Atlas Copco NGP + تقنية PSA وهو جهاز "بلوغ اند بلاي" بسيط التشغيل وموثوق للغاية.

• يتطلب الهواء المدخول معالجة شاملة: يجب أن يخضع الهواء المضغوط للجفاف وإزالة الزيت وإزالة الغبارمما يؤدي إلى انخفاض قدرة الامتصاصلذلك، يجب تركيب مجفف، فلتر الزيت، وفلتر الكربون بين ضاغط ومولد النيتروجين.
• إضافة الحماية من الأخطاء: يوصى بتثبيت أجهزة استشعار الضغط ودرجة الحرارة ودرجة ضغط نقطة الندى في مولد النيتروجين.يمكن تعيين إنذار في الوقت المناسب لتجنب تلوث نظام PSA.

غاز النيتروجين ، بسبب خصائصه الخاملة (التفاعلية المنخفضة) والبيضاء والبيئة ، مناسب لمجموعة متنوعة من الاحتياجات الصناعية. فيما يلي سيناريوهات تطبيقه الرئيسية:

• الوظيفة الأساسية: استبدال الأكسجين في العبوة، ومنع الأغذية من الأكسدة والتلف، والحفاظ على طعم ورائحة المنتج.لتمديد مدة صلاحية الأطعمة المعلبة (مثل رقائق البطاطا)، المخبوزات، وتعبئة المشروبات).

• الوظيفة الأساسية: في عملية إنتاج الأدوية وتغليفها،النيتروجين الجاف يخلق "بيئة خاملة" لمنع الأكسجين من التفاعلات الكيميائية غير الضرورية في الأدوية وضمان جودة الأدويةوفي الوقت نفسه، تساعد الشركات الدوائية على خفض تكاليف شراء الغاز وتلبية معايير الامتثال الصناعية.

• الوظيفة الأساسية: تتطلب المكونات الإلكترونية متطلبات عالية للغاية لبيئة الإنتاج. يمكن استخدام النيتروجين في لحام وتجميع وتخزين وعمليات أخرى:يمنع أكسدة المكونات أثناء اللحام، يخلق بيئة نظيفة ومسيطرة أثناء التجميع، ويتجنب تلف الرطوبة أثناء التخزين، وفي نهاية المطاف يقلل من معدل العيوب.

• الوظيفة الأساسية: في التقنيات التحليلية مثلالـ LC-MS(التصوير الكروماتوجرافي السائل-تصوير الطيف الكلي) ، يستخدم النيتروجين لإزالة المذيبات من العينة لتجنب تدخل المذيب في نتائج القياس.يمكن أن تشكل بيئة حماية محايدة لضمان دقة البيانات التجريبية.

• الوظيفة الأساسية: تحسين سلامة التشغيل - استخدام النيتروجين لتنقية أنظمة الضاغطات وأنابيب الأنابيب والمفاعلات، وإفراز الغازات القابلة للاشتعال والمتفجرة لمنع الحرائق أو الانفجارات.يمكن استخدامه أيضًا لإزالة الرغوة في خزانات تخزين النفط ومراقبة الضغط أثناء حفر النفط والغاز.

• الوظيفة الأساسية: النيتروجين يمكن أن يقلل من تركيز الأكسجين في البيئة إلى أقل من "تركيز الأكسجين المحدود(LOC) ،" منع المواد القابلة للاشتعال من الحرق بسبب نقص الأكسجين. إنها واحدة من التقنيات الرئيسية للسلامة من الحرائق الصناعية في جميع أنحاء العالم.

• الوظائف الأساسية: تغطي الصناعات مثل تصنيع السيارات والبناء ومعالجة المعادن والطيران والفضاء وإنتاج البطاريات والطاقة المتجددةيتم استخدامه بشكل رئيسي في سيناريوهات مثل مكافحة الأكسدة، التحكم في الضغط، وحماية البيئة (مثل الحماية الخاملة أثناء المعالجة الحرارية للمعادن وحماية الرطوبة أثناء إنتاج البطارية).

إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات حول اختيار حلول توليد النيتروجين في الموقع (مثل سيناريوهات تطبيق محددة لتقنيات PSA وفصل الغشاء) ،أو ترغب في الحصول على حسابات الطلب النيتروجينية، يرجى ترك رسالة في قسم التعليقات. يمكنك أيضا الحصول على مزيد من المعلومات التقنية من خلال القنوات الرسمية لأطلس كوبكو.