항저우 누주오 테크놀로지 그룹 유한회사

공기 중에서 고순도 질소 가스를 얻는 방법은 무엇일까요?

1. 극저온 공기 분리 방법

극저온 분리법은 100년 이상의 개발 과정을 거치면서 고전압, 고압/저전압, 중압, 완전 저전압 등 다양한 공정을 경험해 왔습니다. 현대 공기 분리 기술과 장비의 발전으로 고전압, 고압/저압, 중전압 진공 공정은 사실상 사라졌습니다. 에너지 소비가 적고 생산 안전성이 높은 저압 공정이 대형 및 중형 저온 진공 장치의 최우선 선택이 되었습니다. 완전 저압 공기 분리 공정은 산소와 질소 생성물의 압축 단계에 따라 외부 압축 공정과 내부 압축 공정으로 나뉩니다. 완전 저압 외부 압축 공정에서는 저압 산소 또는 질소를 생산한 후 외부 압축기를 통해 필요한 압력으로 압축하여 사용자에게 공급합니다. 완전 저압 압축 공정에서는 증류를 통해 생성된 액체 산소 또는 액체 질소를 콜드 박스 내의 액체 펌프로 흡입하여 사용자가 요구하는 압력으로 기화시킨 후, 주 열교환기에서 재가열하여 사용자에게 공급합니다. 주요 공정은 여과, 압축, 냉각, 정화, 과급, 팽창, 증류, 분리, 열 재결합 및 외부 원공기 공급입니다.

2. 압력 스윙 흡착법(PSA법)

이 방법은 압축 공기를 원료로 사용합니다. 일반적으로 분자체가 흡착제로 사용됩니다. 특정 압력 하에서, 서로 다른 분자체가 공기 중 산소와 질소 분자를 흡착하는 정도의 차이를 이용합니다. 가스 포집 과정에서 산소와 질소를 분리하고, 압력을 제거한 후 분자체 흡착제를 분석하여 재활용합니다.
분자체 외에도 흡착제에는 알루미나와 실리콘을 사용할 수 있습니다.
현재 일반적으로 사용되는 변압기용 흡착식 질소 생산 장치는 압축 공기와 흡착제로 탄소 분자체를 기반으로 하며, 탄소 분자체에 대한 산소와 질소의 흡착 용량, 흡착 속도, 흡착력의 차이 및 다양한 응력에 따른 흡착 용량 차이를 이용하여 산소와 질소를 분리합니다. 먼저 공기 중의 산소가 탄소 분자에 의해 우선적으로 흡착되어 기체 상태의 질소가 농축됩니다. 질소를 연속적으로 얻기 위해서는 두 개의 흡착탑이 필요합니다.

애플리케이션

1. 질소의 화학적 성질은 매우 안정적이며 일반적으로 다른 물질과 반응하지 않습니다. 이러한 불활성 특성으로 인해 특정 용기의 공기를 질소로 대체하는 등 다양한 혐기성 환경에서 널리 사용되며, 이는 단열, 난연, 방폭 및 부식 방지에 효과적입니다. LPG 엔지니어링, 가스 파이프라인 및 액화 가스관 네트워크에 산업 및 민간 분야에 적용되고 있습니다[11]. 또한 가공식품 및 의약품 포장 시 충진 가스, 케이블 및 전화선 밀봉, 팽창 가능한 가압 고무 타이어 등에도 사용됩니다. 방부제로서 질소는 지하 매설 시 관로와 지층 유체의 접촉으로 발생하는 부식을 늦추기 위해 지하 매설 시에도 종종 사용됩니다.
2. 고순도 질소는 금속 용융 주조 공정에서 용융 금속을 정련하여 주조 블랭크의 품질을 향상시키는 데 사용됩니다. 이 가스는 구리의 고온 산화를 효과적으로 방지하고 구리 소재의 표면을 보호하며 산세 공정을 없애줍니다. 질소계 숯로 가스(조성: 64.1%N2, 34.7%CO, 1.2%H2 및 소량의 CO2)는 구리 용융 시 보호 가스로 사용되어 구리 용융 표면의 품질을 유지합니다.
3. 생산되는 질소의 약 10%는 냉매로 사용되며, 주로 연질 또는 고무와 같은 고체, 저온 가공 고무, 냉간 수축 및 설치, 그리고 혈액 보존과 같은 생물학적 시료의 운송 중 냉각에 사용됩니다.
4. 질소는 산화질소 또는 이산화질소를 합성하여 질산을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 이 제조 방법은 비용이 많이 들지 않으면서도 가격이 저렴합니다. 또한 질소는 암모니아 및 금속 질화물 합성에도 사용될 수 있습니다.