บริษัท หางโจว นูจั่ว เทคโนโลยี กรุ๊ป จำกัด

ไนโตรเจนเหลว มีสูตรเคมี N₂ เป็นของเหลวไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่มีพิษ ซึ่งได้จากการแปรรูปไนโตรเจนให้เป็นของเหลวด้วยกระบวนการทำให้เย็นลงอย่างล้ำลึก ไนโตรเจนเหลวถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ การแพทย์ อุตสาหกรรม และการแช่แข็งอาหาร เนื่องจากมีอุณหภูมิต่ำมากและใช้งานได้หลากหลาย แล้วไนโตรเจนเหลวเกิดขึ้นได้อย่างไร? บทความนี้จะให้คำตอบโดยละเอียดเกี่ยวกับคำถามนี้ในหลากหลายแง่มุม ได้แก่ การสกัดไนโตรเจน วิธีการแยกอากาศด้วยกระบวนการทำให้เย็นลงอย่างล้ำลึก กระบวนการผลิตไนโตรเจนเหลว และการประยุกต์ใช้งานจริง

การสกัดไนโตรเจน

การผลิตไนโตรเจนเหลวต้องอาศัยขั้นตอนแรกในการทำให้ได้ไนโตรเจนบริสุทธิ์ ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบหลักของชั้นบรรยากาศโลก คิดเป็น 78% ของปริมาตรอากาศทั้งหมด โดยทั่วไปการสกัดไนโตรเจนจะดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยีการแยกอากาศเย็นแบบลึก หรือวิธีการดูดซับแบบแกว่งแรงดัน (PSA) การแยกอากาศเย็นแบบลึกเป็นวิธีทางอุตสาหกรรมที่นิยมใช้มากที่สุด โดยการอัดและทำให้อากาศเย็นลง วิธีนี้จะช่วยแยกออกซิเจน ไนโตรเจน และส่วนประกอบของก๊าซอื่นๆ ที่อุณหภูมิต่างๆ กัน วิธีการดูดซับแบบแกว่งแรงดันใช้คุณสมบัติการดูดซับที่แตกต่างกันของสารดูดซับสำหรับก๊าซต่างๆ เพื่อให้ได้ไนโตรเจนบริสุทธิ์สูงผ่านวัฏจักรการดูดซับและการคายออก วิธีการเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความบริสุทธิ์และคุณภาพของไนโตรเจนซึ่งเป็นวัตถุดิบสำหรับกระบวนการผลิตไนโตรเจนเหลว

วิธีการแยกอากาศเย็นลึก

วิธีการแยกอากาศเย็นจัด (Deep Cold Air Separation) เป็นหนึ่งในขั้นตอนสำคัญในการผลิตไนโตรเจนเหลว วิธีนี้ใช้จุดเดือดที่แตกต่างกันของก๊าซในอากาศเพื่อทำให้ไนโตรเจน ออกซิเจน และส่วนประกอบของก๊าซอื่นๆ กลายเป็นของเหลวและระเหยไปทีละน้อย จุดเดือดของไนโตรเจนอยู่ที่ -195.8 องศาเซลเซียส ในขณะที่ออกซิเจนอยู่ที่ -183 องศาเซลเซียส โดยการค่อยๆ ลดอุณหภูมิลง ออกซิเจนจะถูกทำให้เป็นของเหลวก่อน แล้วจึงแยกออกจากก๊าซอื่นๆ ส่วนที่เหลือจะถูกทำให้เป็นไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่า จากนั้นไนโตรเจนจะถูกทำให้เย็นลงต่ำกว่าจุดเดือดอีกครั้งเพื่อเปลี่ยนสถานะเป็นไนโตรเจนเหลว ซึ่งเป็นหลักการสำคัญของการเกิดไนโตรเจนเหลว

กระบวนการผลิตไนโตรเจนเหลว

กระบวนการผลิตไนโตรเจนเหลวประกอบด้วยขั้นตอนหลักหลายขั้นตอน ขั้นแรก อัดอากาศและทำให้บริสุทธิ์เพื่อกำจัดสิ่งเจือปน เช่น น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ จากนั้น ทำการระบายความร้อนเบื้องต้น ซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ประมาณ -100 องศาเซลเซียส เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแยก จากนั้น จะทำการแยกด้วยความเย็นจัด (Deep Cold) โดยค่อยๆ ลดอุณหภูมิของก๊าซลงจนถึงอุณหภูมิที่ทำให้เป็นของเหลวของไนโตรเจน เพื่อให้ได้ก๊าซไนโตรเจนเหลว ในกระบวนการนี้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและหอแยกส่วนมีบทบาทสำคัญในการทำให้มั่นใจว่าสามารถแยกส่วนประกอบต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิที่เหมาะสม สุดท้าย ก๊าซไนโตรเจนเหลวจะถูกเก็บไว้ในภาชนะเก็บความร้อนที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อรักษาอุณหภูมิให้ต่ำเป็นพิเศษและป้องกันการสูญเสียจากการระเหย

ความท้าทายทางเทคนิคในการก่อตัวของไนโตรเจนเหลว

การก่อตัวของไนโตรเจนเหลวจำเป็นต้องเอาชนะความท้าทายทางเทคนิคหลายประการ ประการแรกคือการรักษาสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ เนื่องจากจุดเดือดของไนโตรเจนเหลวต่ำมาก ในระหว่างกระบวนการทำให้เป็นของเหลว จำเป็นต้องรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่า -195.8 องศาเซลเซียส ซึ่งจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ทำความเย็นประสิทธิภาพสูงและวัสดุฉนวน ประการที่สอง ในระหว่างกระบวนการเย็นจัด ต้องหลีกเลี่ยงการควบแน่นของออกซิเจนมากเกินไป เนื่องจากออกซิเจนเหลวมีคุณสมบัติออกซิไดซ์ที่รุนแรงและอาจก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย ดังนั้น ในระหว่างกระบวนการออกแบบ กระบวนการแยกไนโตรเจน-ออกซิเจนจึงต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ และต้องใช้วัสดุที่เหมาะสมเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยและเสถียรภาพของระบบ นอกจากนี้ การขนส่งและการจัดเก็บไนโตรเจนเหลวจำเป็นต้องใช้ขวดดิววาร์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อป้องกันการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและการสูญเสียการระเหยของไนโตรเจนเหลว

การประยุกต์ใช้ไนโตรเจนเหลวจริง

คุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำของไนโตรเจนเหลวทำให้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างกว้างขวางในหลากหลายสาขา ในทางการแพทย์ ไนโตรเจนเหลวถูกนำมาใช้ในการผ่าตัดด้วยความเย็นและการเก็บรักษาเนื้อเยื่อ เช่น การแช่แข็งรอยโรคบนผิวหนังและการเก็บรักษาตัวอย่างทางชีวภาพ ในอุตสาหกรรมอาหาร ไนโตรเจนเหลวถูกนำมาใช้เพื่อการแช่แข็งอาหารอย่างรวดเร็ว เนื่องจากสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำพิเศษสามารถแช่แข็งอาหารได้อย่างรวดเร็ว ลดความเสียหายต่อโครงสร้างเซลล์ และรักษารสชาติและคุณค่าทางโภชนาการดั้งเดิมของอาหารไว้ได้ ในด้านการวิจัย ไนโตรเจนเหลวถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการวิจัยเกี่ยวกับสภาพนำยิ่งยวด การทดลองทางฟิสิกส์ที่อุณหภูมิต่ำ ฯลฯ ซึ่งทำให้เกิดสภาพแวดล้อมการทดลองที่อุณหภูมิต่ำมาก นอกจากนี้ ในการผลิตเชิงอุตสาหกรรม ไนโตรเจนเหลวยังถูกนำมาใช้ในกระบวนการแปรรูปโลหะ การอบชุบด้วยความร้อน และใช้เป็นก๊าซเฉื่อยเพื่อป้องกันการเกิดปฏิกิริยาเคมีบางชนิด สรุป

กระบวนการผลิตไนโตรเจนเหลวเป็นกระบวนการทางกายภาพที่ซับซ้อน ซึ่งส่วนใหญ่ทำได้โดยใช้วิธีการแยกด้วยอากาศเย็นระดับลึกและเทคโนโลยีการทำให้เป็นของเหลว คุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำของไนโตรเจนเหลวทำให้มีบทบาทสำคัญในหลากหลายสาขา เช่น อุตสาหกรรม การแพทย์ และการวิจัย ตั้งแต่การสกัดก๊าซไนโตรเจน การทำให้เป็นของเหลวด้วยอากาศเย็นระดับลึก และสุดท้ายไปจนถึงการประยุกต์ใช้ แต่ละขั้นตอนแสดงให้เห็นถึงพลังของเทคโนโลยีการทำความเย็นและการแยกขั้นสูง ในทางปฏิบัติ ช่างเทคนิคจำเป็นต้องปรับปรุงกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่องเพื่อลดการใช้พลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไนโตรเจนเหลว

เราคือผู้ผลิตและส่งออกชุดแยกอากาศ หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรา:

ผู้ติดต่อ：แอนนา

โทร./WhatsApp/WeChat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com