Nitrogen: What is it and where is it used?
21 April, 2022
Nitrogen is all around us. It is the biggest component of the air we breathe, but we don't use it. In this article we take a look at some of the many things it can be used for.
Valitse yrityksellesi sopiva typpivirtalähde
Kun hankkit typpikaasua , on yleistä valita teollisuuskäyttöön tarkoitettu kaasupullo. On kuitenkin olemassa tehokkaampia vaihtoehtoja, erityisesti paikan päällä tehtävä tuotanto PSA:lla tai membraanigeneraattorilla. tässä artikkelissa käsitellään erilaisia vaihtoehtoja ja korostetaan niiden etuja.
Typen saanti kolmannen osapuolen toimittajan kautta
Pullotettua typpeä
Ensimmäisenä vaihtoehtona mainitaan typpipullojen ostaminen tuotantolaitoksesta. Tämä prosessi on hyvin yksinkertainen. Tilaat käyttötarkoitukseen sopivan typpimäärän, ja toimittaja toimittaa sen suurissa ja raskaissa pulloissa.
Kryogeenisen typpilaitoksen tuottama N2O2 muunnetaan kaasuksi ja pullotetaan erittäin korkeassa paineessa (300 bar). Tämän seurauksena paljon typpikaasua varastoidaan suhteellisen pieneen pulloon. Kontit ovat kuitenkin melko kömpelöitä ja lisäävät painoa, jotta ne kestävät korkeapaineen.
Käytön jälkeen pullot asetetaan telineeseen, jossa niitä säilytetään noutoa varten. Tämä edellyttää lisäsäilytystä.
Edut:
● helppo ratkaisu tiloihin, joissa typpikulutus on alhainen.
● tuottaa helposti saatavilla olevaa typpeä huippuvirtoihin.
● helppo asentaa.
Haitat:
● pullojen koon ja painon vuoksi kuljetus ei ole ympäristöystävällistä.
● työpaineen on oltava suurempi kuin pullon paine. Jos näin ei ole, typpi menee hukkaan.
● tuotanto- ja lähetyskustannusten vuoksi suhteellisen korkea hinta.
● erityinen pullotelineen vaihtojärjestelmä tarvitaan työnkulun keskeytysten välttämiseksi.
● turvallisuusnäkökohdat (raskas teräksenkäsittely, korkea paine).
● on riippuvainen typen toimittajista.
● ei sovellu suureen kaasunkulutukseen.
Nestemäisen irtotypen syöttö
Toinen vaihtoehto, jossa on mukana kolmas osapuoli, on asentaa nestemäisen typen varastointisäiliö, jonka kaasuyhtiö täyttää säännöllisesti. Säiliöt voidaan vuokrata toimittajalta tai ostaa. Lisäksi kaasumaisessa typpikäytössä tarvitaan höyrystin.
Höyrystin muuntaa nestemäisen typen typpikaasuksi. Kuten pullotetun typen, nestemäisen typen syöttö edellyttää kuljetusta. Tässä tapauksessa se on kuitenkin lämpöeristetty säiliöauto. Nestemäistä typpeä pumpataan sitten trukista eristettyyn varastosäiliöön.
Nestemäistä typpeä voidaan tilata myös pienemmissä tölkeissä vähäisessä kulutuksessa. Näitä pieniä säiliöitä kutsutaan dewars-säiliöiksi. Nestemäistä typpeä tuotetaan myös kryogeenisellä typellä, aivan kuten pullotetusta typestä.
Edut:
● tuottaa helposti saatavilla olevaa typpeä huippuvirtoihin.
● yleensä kustannustehokkaampi kuin pullotettu typpi.
● kapasiteetin säätö on helppo sovittaa muuttuviin typpitarpeisiin.
Haitat:
● säiliön eristys ei ole täydellinen. Nestemäinen kaasu voi kuumentua ja haihtua, eli kiehumishäviöitä.*
● kaasuyhtiöiden kanssa tehdään pitkäaikaisia sopimuksia (yleensä 5-7 vuotta).
● tarvitaan lisäasetuksia, kuten erikoisalusta ja höyrystin.
● ei ympäristöystävällinen.
Turvallisuusongelmia (nestetyppi on –196 °C, nestetypessä on paleltumisriski)
Höyrystin voi jäätyä, kun typen kulutus on nimellisarvoa suurempi tai ulkona on kylmää.
*Boil-off-häviöt ovat jätettä. Kun käytät vähemmän typpeä kuin säiliön tilavuus, paine nousee ja kiehumishäviö vähenee. Jos kaasua ei kuluteta lainkaan, tämä häviö on jopa 1 % säiliön jäljellä olevasta määrästä päivässä. Häviöiden estämiseksi säiliö on täytettävä säännöllisesti (yleensä kerran viikossa).
Paikalline kryogeenituotanto
Nestemäisen typen toimitukseen liittyy kryotuotanto paikan päällä. Kun kulutus on erittäin suuri, kaasuyhtiö saattaa asentaa pienen kryogeenisen typpilaitoksen. Tämä on samantyyppinen generaattori, jota käytetään pulloissa ja säiliötrukeissa kuljetettavan typen luomiseen. Lisätietoja kryogeenisen typen generaattoreista on artikkelissa.
Oman typpisyötön luominen
Toisin kuin aiemmissa typen hankinta- ja vastaanottomenetelmissä, oman typen tuotanto ei sisällä kryogeenistä prosessia. Tämän vuoksi sekämembraani- että PSA (Pressure Swing Adsorption) -typpigeneraattorit eivät vaadi äärimmäisiä lämpötiloja. Nämä laitteet erottavat ilmaa komponeneihinsa muilla tavoin.
Vaikka PSA ja membraani ovat kaksi hyvin erilaista tekniikkaa, ne molemmat vaativat paineilman virtaamista. Koska nämä kaksi generaattoria eivät käytä kryokaasua, tuloksena oleva kaasun koostumus ei ole sama.
Kryogeenisen typen puhtaus on kiinteä. Kaupallisesti saatavilla olevien generaattoreiden typen puhtautta voi säätää omien mieltymystesi mukaan. On syytä huomata, että PSA- ja membraankehittimillä ei ole tehokasta saavuttaa yhtä puhdasta kuin kryotypellä tuotettu typpi.
Näiden koneiden puhtauden lisääminen vaatii enemmän tehoa, mikä lisää käyttökustannuksia. PSA- ja kalvogeneraattorin puhtaustasot riittävät kuitenkin useimpiin käyttökohteisiin. Käyttäjät voivat myös alentaa kustannuksiaan typpiyksikköä kohti tuottamalla oikean puhtauden käyttökohteessa sen sijaan, että se olisi korkein. Lisätietoja typen puhtaudesta on täällä.
Edut:
● yleensä oman typen tuotanto on kustannustehokkain.
● puhtaus voidaan asettaa sen mukaisesti. Energiakustannukset riippuvat halutusta tasosta.
● ei riippuvuutta kaasuntoimittajista.
● vakaa kaasun hinta.
● turvallinen vaihtoehto.
● ei jätettä.
● ympäristöystävällisin vaihtoehto.
Haitat:
● huippuvirtoihin (esim. puskurisäiliö, korkeapainepuskurisäiliö, nestekaasupuskuri) tarvittavat erityistoimenpiteet.
● ei mukautumiskykyinen muuttuviin typpitarpeisiin kuin nestetoimitus tai pullotus.
● vaatii lisähuoltoa.
Tutustu tarkemmin PSA- ja membraanigeneraattoreihin
PSA-generaattorit
![PSA-generaattorin kaavio]()
PSA-generaattorit
Lue lisää typen tuottamisesta PSA-tekniikalla.
Lue lisää typen tuottamisesta PSA-tekniikalla.
Lue lisää typen tuottamisesta PSA-tekniikalla.
Membraanigeneraattorit
![]()
Membraanigeneraattorit
Lue lisää typen tuottamisesta membraanigeneraattoreiden avulla.
Lue lisää typen tuottamisesta membraanigeneraattoreiden avulla.
Lue lisää typen tuottamisesta membraanigeneraattoreiden avulla.
Asiantuntija-artikkelit