nitrogenВсе мы знаем, что такое Азот из школьного курса химии, но далеко не все помнят и знают, как его получают в промышленном масштабе сегодня.

Азот не выкачивают из недр земли или мирового океана. Его добывают непосредственно из окружающей атмосферы, в которой его содержание примерно равно 78%.

Если быть ещё точнее, то большинство способов получения Азота направлены на уменьшение количества кислорода в газовой смести, которую представляет из себя атмосферный воздух.

Существуют три основных способа получения Азота:

  1. 1. Мембранный
  2. 2. Адсорбционный
  3. 3. Криогненный

 

Начнём с криогенного способа получения азота.

Криогенный способ позволяет получать азот высокой чистоты, причем не только в газообразном виде, но и в жидком. Газообразный азот закачивают для хранения в ресиверы непосредственно на месте производства или подают по трубопроводу к потребителю.

Жидкий азот возможно перевозить на авто и ЖД транспорте в специальных утепленных резервуарах. Его используют для заморозки различных веществ как в медицине, пищевом производстве, так и других отраслях. При необходимости жидкий азот газифицируют на месте эксплуатации при помощи атмосферных газификаторов.

В случаях, когда требуется высокое давление, применяются криогенные насосы, которые нагнетают жидкий азот под высоким давлением, например, в газовую или нефтяную скважину, где он газифицируется, создавая инертную среду, по факту вытесняя или разбавляя собой воздух и/или иные газы. Чистота получаемого таким способом азота доходит до 99,9999%.

Ещё несколько лет назад криогенный способ получения Азота был основным применяемым способом, но постепенно его потеснили новые технологии, более компактные и более универсальные.

Недостатками данной технологии является то, что для установки криогенной станции требуется массивное оборудование, которое может располагаться только стационарно в цеху. Производительность криогенной станции, как правило, измеряется тысячами кубометров азота в час.

Данная технология востребована на крупных предприятиях, таких как Нефтеперерабатывающие заводы.

Адсорбционный способ получения азота позволяет получать азот не только от 1м3 в час до 10 000нм3/час (и более), но и регулировать чистоту получаемого азота в пределах от 95% до 99,9999%.

Полностью данная технология называется Безнагревная Коротко Цикловая Адсорбция, основанная на способности «молекулярного сита» (специальные пористы гранулы) задерживать в себе молекулы кислорода и воды.

Компактные размеры и высокая чистота азота — главные преимущества адсорбционной технологии получения азота. Адсорбционный способ получения азота востребован в пищевой, фармацевтической и радиоэлектронной промышленности.

Из недостатков данной технологии можно выделить боязнь масла в входящем потоке сжатого воздуха, ограничение по температурному режиму (работа только в помещении с искусственным климатом). Стационарная установка — нельзя устанавливать на транспорте, при тряске и ударах адсорбент будет разрушаться, что повлечет цепную реакцию, разрушение гранул и выдув адсорбента вместе с продуктовым азотом в пневмосеть. Невысокое давление азота, как правило не выше 10 бар.

Мембранный способ получения азота наиболее молодой, но при этом очень популярный. Чистота получаемого азота от 90% до 99,5% (фактически до 99,9%). Мембранная технология позволяет получать азот с давлением до 24 бар без применения бустерного компрессора. Мембраны не бояться перепадов температур. Попадание масла вызывает уменьшение производительности, но не ведет к деградации, как это происходит с адсорбентом. Благодаря этому мембраны не бояться тряски и ударов, их применяют на спецтранспорте — самоходных азотных компрессорных станциях, в блочно-модульных станциях и в стационарных установках во всех отраслях промышленности, где требуется чистота азота до 99,5%.

Принцип получения азота основан на разнице парциальных давлений внутри и снаружи мембраны. При прохождении воздуха через мембрану молекулы азота и кислорода на разной скорости проникают через тело мембраны, благодаря чему на выходе мы имеем азот заданной чистоты.

Из недостатков мембранной технологии можно отметить более низкую концентрацию азота по сравнению с криогенной и адсорбционной технологиями, а также необходимость подогрева воздуха, подаваемого на мембраны, до рабочей температуры.

При подборе азотной станции для предприятия выбор способа получения основывается на следующих данных: требуемом объеме азота, его чистоте, рабочем давлении.