විද්‍යාවේ හා තාක්ෂණයේ ප්‍රගතිය සහ ආර්ථිකයේ දියුණුවත් සමඟ නයිට්රජන් යෙදීමේ විෂය පථය දිනෙන් දින ප්‍රසාරණය වන අතර බොහෝ කාර්මික අංශවලට සහ එදිනෙදා ජීවිතයට විනිවිද ගොස් ඇත.
නයිට්රජන් වාතයේ ප්රධාන සංරචකය වන අතර එය වාතයෙන් 78% ක් පමණ වේ. මූලද්‍රව්‍ය නයිට්රජන් N2 යනු සාමාන්‍ය තත්ව යටතේ අවර්ණ සහ ගන්ධ රහිත වායුවකි. සම්මත තත්ත්වය යටතේ වායු ඝනත්වය 1.25 g/L වේ. ද්‍රවාංකය -210℃ වන අතර තාපාංකය -196℃ වේ. ද්රව නයිට්රජන් යනු අඩු උෂ්ණත්ව ශීතකාරකයකි (-196℃).
අද අපි දේශීය හා විදේශීය නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය සඳහා ප්රධාන ක්‍රම කිහිපයක් හඳුන්වා දෙන්නෙමු.
සාමාන්‍ය කාර්මික පරිමාණ නයිට්රජන් නිෂ්පාදන ක්‍රම තුනක් ඇත: ක්‍රයොජනික් වාතය වෙන් කිරීම නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය, පීඩන පැද්දීම adsorption නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය සහ පටල වෙන් කිරීම නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය.
පළමු: ක්‍රයොජනික් වාතය වෙන් කිරීමේ නයිට්රජන් නිෂ්පාදන ක්‍රමය
ක්‍රයොජනික් වායු වෙන්කිරීමේ නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය දශක කිහිපයක පමණ ඉතිහාසයක් ඇති සම්ප්‍රදායික නයිට්රජන් නිෂ්පාදන ක්‍රමයකි. එය වාතය අමුද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතා කරයි, සම්පීඩනය කර පිරිසිදු කරයි, පසුව වාතය ද්රව වාතය බවට පත් කිරීම සඳහා තාප හුවමාරුව භාවිතා කරයි. ද්රව වාතය ප්රධාන වශයෙන් ද්රව ඔක්සිජන් සහ ද්රව නයිට්රජන් මිශ්රණයකි. ද්රව ඔක්සිජන් සහ ද්රව නයිට්රජන් වල විවිධ තාපාංක නයිට්රජන් ලබා ගැනීම සඳහා ද්රව වාතය ආසවනය හරහා ඒවා වෙන් කිරීම සඳහා යොදා ගනී.
වාසි: විශාල ගෑස් නිෂ්පාදනය සහ නිෂ්පාදන නයිට්රජන් ඉහළ සංශුද්ධතාවය. ක්‍රයොජනික් නයිට්රජන් නිෂ්පාදනයෙන් නයිට්රජන් පමණක් නොව ද්රව නයිට්රජන් ද නිපදවිය හැකි අතර එය ද්රව නයිට්රජන් ක්‍රියාවලි අවශ්‍යතා සපුරාලන අතර ද්රව නයිට්රජන් ගබඩා ටැංකිවල ගබඩා කළ හැක. වරින් වර නයිට්රජන් බරක් හෝ වායු වෙන් කිරීමේ උපකරණවල සුළු අලුත්වැඩියාවක් ඇති විට, ගබඩා ටැංකියේ ඇති ද්රව නයිට්රජන් වාෂ්පකාරකයට ඇතුළු වී රත් කර ක්‍රියාවලි ඒකකයේ නයිට්රජන් ඉල්ලුම සපුරාලීම සඳහා නිෂ්පාදන නයිට්රජන් නල මාර්ගයට යවනු ලැබේ. ක්‍රයොජනික් නයිට්රජන් නිෂ්පාදනයේ මෙහෙයුම් චක්‍රය (විශාල උනුසුම් දෙකක් අතර පරතරය සඳහන් කිරීම) සාමාන්‍යයෙන් වසර 1කට වඩා වැඩි බැවින් ක්‍රයොජනික් නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය සාමාන්‍යයෙන් පොරොත්තුවක් ලෙස නොසැලකේ.
අවාසි: Cryogenic නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය මගින් ≧99.999% සංශුද්ධතාවයකින් නයිට්රජන් නිපදවිය හැක, නමුත් නයිට්රජන් වල සංශුද්ධතාවය නයිට්රජන් බර, තැටි ගණන, තැටි කාර්යක්ෂමතාව සහ ද්රව වාතයේ ඔක්සිජන් සංශුද්ධතාවය මගින් සීමා වේ, සහ ගැලපුම් පරාසය ඉතා කුඩා වේ. එබැවින්, ක්‍රයොජනික් නයිට්රජන් නිෂ්පාදන උපකරණ කට්ටලයක් සඳහා, නිෂ්පාදන සංශුද්ධතාවය මූලික වශයෙන් නිශ්චිත වන අතර සකස් කිරීමට අපහසු වේ. ක්‍රයොජනික් ක්‍රමය අතිශයින්ම අඩු උෂ්ණත්වවලදී සිදු කරන බැවින්, එය සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වයට පත් කිරීමට පෙර උපකරණවලට පෙර සිසිලන ආරම්භක ක්‍රියාවලියක් තිබිය යුතුය. ආරම්භක කාලය, එනම්, විස්තාරකයේ ආරම්භයේ සිට නයිට්රජන් සංශුද්ධතාවය අවශ්‍යතාවයට ළඟා වන කාලය දක්වා සාමාන්‍යයෙන් පැය 12 කට නොඅඩු වේ; උපකරණ ප්‍රතිසංස්කරණයට ඇතුළු වීමට පෙර, එය සාමාන්‍යයෙන් පැය 24 ක උනුසුම් හා දියවන කාලයක් තිබිය යුතුය. එබැවින් ක්‍රයොජනික් නයිට්රජන් නිෂ්පාදන උපකරණ නිතර ආරම්භ කිරීම සහ නතර කිරීම නොකළ යුතු අතර, දීර්ඝ කාලයක් අඛණ්ඩව ක්‍රියා කිරීම යෝග්‍ය වේ.
මීට අමතරව, ක්‍රයෝජනික් ක්‍රියාවලිය සංකීර්ණ වේ, විශාල ප්‍රදේශයක් අත්පත් කර ගනී, ඉහළ යටිතල පහසුකම් පිරිවැයක් ඇත, විශේෂ නඩත්තු බලකායන් අවශ්‍ය වේ, ක්‍රියාකරුවන් විශාල සංඛ්‍යාවක් ඇති අතර ගෑස් සෙමින් (පැය 18 සිට 24 දක්වා) නිපදවයි. එය මහා පරිමාණ කාර්මික නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය සඳහා සුදුසු වේ.
දෙවනුව: පීඩන ස්විං Adsorption (PSA) නයිට්රජන් නිෂ්පාදන ක්‍රමය
පීඩන ස්විං Adsorption (PSA) වායු වෙන් කිරීමේ තාක්ෂණය ක්‍රයොජනික් නොවන වායු වෙන් කිරීමේ තාක්ෂණයේ වැදගත් ශාඛාවකි. එය ක්‍රයොජනික් ක්‍රමයට වඩා සරල වායු වෙන් කිරීමේ ක්‍රමයක් සොයා ගැනීමට මිනිසුන්ගේ දිගුකාලීන උත්සාහයේ ප්‍රතිඵලයකි.
1970 ගණන් වලදී, බටහිර ජර්මානු එසෙන් පතල් සමාගම කාබන් අණුක පෙරනයක් සාර්ථකව සංවර්ධනය කරන ලද අතර, PSA වායු වෙන් කිරීමේ නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය කාර්මීකරණයට මග පෑදීය. පසුගිය වසර 30 තුළ මෙම තාක්ෂණය වේගයෙන් වර්ධනය වී පරිණත වී ඇත. එය කුඩා හා මධ්‍යම ප්‍රමාණයේ නයිට්රජන් නිෂ්පාදන ක්ෂේත්‍රයේ ක්‍රයොජනික් වාතය වෙන් කිරීමේ ප්‍රබල තරඟකරුවෙකු බවට පත්ව ඇත.
පීඩන පැද්දීමේ adsorption නයිට්රජන් නිෂ්පාදනයේදී වාතය අමුද්‍රව්‍ය ලෙසත් කාබන් අණුක පෙරනයක් adsorbent ලෙසත් භාවිතා කරයි. එය කාබන් අණුක පෙරනයක් මගින් වාතයේ ඇති ඔක්සිජන් සහ නයිට්රජන් වරණීය අවශෝෂණ ලක්ෂණ භාවිතා කරන අතර නයිට්රජන් නිපදවීමට කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ඔක්සිජන් සහ නයිට්රජන් වෙන් කිරීම සඳහා පීඩන පැද්දීමේ අවශෝෂණ (පීඩන අවශෝෂණ, පීඩන අඩු කිරීමේ අවශෝෂණ සහ අණුක පෙරනයක් පුනර්ජනනය) මූලධර්මය භාවිතා කරයි.
ක්‍රයොජනික් වායු වෙන් කිරීමේ නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය හා සසඳන විට පීඩන පැද්දීමේ adsorption නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය සැලකිය යුතු වාසි ඇත: adsorption වෙන් කිරීම කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සිදු කෙරේ, ක්‍රියාවලිය සරලයි, උපකරණ සංයුක්ත වේ, අඩිපාර කුඩා වේ, එය ආරම්භ කිරීමට සහ නැවැත්වීමට පහසුය, එය ඉක්මනින් ආරම්භ වේ, ගෑස් නිෂ්පාදනය වේගවත් වේ (සාමාන්‍යයෙන් මිනිත්තු 30 ක් පමණ), බලශක්ති පරිභෝජනය කුඩා වේ, මෙහෙයුම් පිරිවැය අඩුය, ස්වයංක්‍රීයකරණයේ මට්ටම ඉහළ ය, ක්‍රියාකාරිත්වය සහ නඩත්තුව පහසුය, ස්කීඩ් ස්ථාපනය පහසුය, විශේෂ පදනමක් නොමැත අවශ්‍ය වේ, නිෂ්පාදන නයිට්රජන් සංශුද්ධතාවය නිශ්චිත පරාසයක් තුළ සකස් කළ හැකි අතර නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය ≤3000Nm3/h වේ. එබැවින්, පීඩන පැද්දීමේ adsorption නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය අතරමැදි ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා විශේෂයෙන් සුදුසු වේ.
කෙසේ වෙතත්, මෙතෙක්, දේශීය සහ විදේශීය සගයන්ට PSA නයිට්රජන් නිෂ්පාදන තාක්ෂණය භාවිතයෙන් 99.9% (එනම් O2≤0.1%) සංශුද්ධතාවයකින් පමණක් නයිට්රජන් නිපදවිය හැක. සමහර සමාගම් 99.99% පිරිසිදු නයිට්රජන් (O2≤0.01%) නිපදවිය හැක. PSA නයිට්රජන් නිෂ්පාදන තාක්ෂණයේ දෘෂ්ටිකෝණයෙන් ඉහළ සංශුද්ධතාවයක් ඇති කළ හැකි නමුත් නිෂ්පාදන පිරිවැය ඉතා ඉහළ බැවින් පරිශීලකයන් එය පිළිගැනීමට අපහසුය. එබැවින්, අධි සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් නයිට්රජන් නිපදවීමට PSA නයිට්රජන් නිෂ්පාදන තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම සඳහා පශ්චාත් අදියර පිරිසිදු කිරීමේ උපකරණයක් ද එක් කළ යුතුය.
නයිට්රජන් පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රමය (කාර්මික පරිමාණය)
(1) හයිඩ්‍රජනන ඔක්සිජන්කරන ක්‍රමය.
උත්ප්‍රේරකයක ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ, නයිට්රජන් වල ඇති අවශේෂ ඔක්සිජන් ජලය නිපදවීමට එකතු කරන ලද හයිඩ්‍රජන් සමඟ ප්රතික්රියා කරන අතර ප්රතික්රියා සූත්රය වන්නේ: 2H2 + O2 = 2H2O. ඉන්පසුව, අධි පීඩන නයිට්රජන් සම්පීඩක බූස්ටරයක් මගින් ජලය ඉවත් කරනු ලබන අතර, පහත සඳහන් ප්රධාන සංරචක සහිත අධි-පිරිසිදු නයිට්රජන් පශ්චාත් වියළීම මගින් ලබා ගනී: N2≥99.999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10.7×10-6. නයිට්රජන් නිෂ්පාදනයේ පිරිවැය යුවාන් 0.5/m3 පමණ වේ.
(2) හයිඩ්‍රජනීකරණය සහ ඔක්සිජනන ක්‍රමය.
මෙම ක්‍රමය අදියර තුනකට බෙදා ඇත: පළමු අදියර හයිඩ්‍රජනීකරණය සහ ඔක්සිජන්කරණය, දෙවන අදියර විජලනය කිරීම සහ තුන්වන අදියර ජලය ඉවත් කිරීම වේ. පහත සඳහන් සංයුතිය සමඟ ඉහළ සංශුද්ධතාවය නයිට්රජන් ලබා ගනී: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6. නයිට්රජන් නිෂ්පාදනයේ පිරිවැය යුවාන් 0.6/m3 පමණ වේ.
(3) කාබන් ඔක්සිජන්කරන ක්‍රමය.
කාබන් ආධාරක උත්ප්‍රේරකයේ ක්‍රියාව යටතේ (නිශ්චිත උෂ්ණත්වයකදී), සාමාන්‍ය නයිට්රජන් වල ඇති අවශේෂ ඔක්සිජන් උත්ප්‍රේරකය විසින්ම සපයන කාබන් සමඟ ප්රතික්රියා කර CO2 ජනනය කරයි. ප්රතික්රියා සූත්රය: C + O2 = CO2. CO2 සහ H2O ඉවත් කිරීමේ ඊළඟ අදියරෙන් පසුව, පහත සඳහන් සංයුතිය සමඟ ඉහළ සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් නයිට්රජන් ලබා ගනී: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7. × 10. නයිට්රජන් නිෂ්පාදනයේ පිරිවැය යුවාන් 0.6/m3 පමණ වේ.
තෙවනුව: පටල වෙන් කිරීම සහ වාතය වෙන් කිරීම නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය
පටල වෙන් කිරීම සහ වාතය වෙන් කිරීම නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය ද ක්‍රයොජනික් නොවන නයිට්රජන් නිෂ්පාදන තාක්ෂණයේ නව ශාඛාවකි. එය 1980 ගණන්වල විදේශයන්හි වේගයෙන් වර්ධනය වූ නව නයිට්රජන් නිෂ්පාදන ක්‍රමයකි. එය මෑත වසරවලදී චීනයේ ප්‍රවර්ධනය කර භාවිතා කර ඇත.
පටල වෙන් කිරීම නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය වාතය අමුද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතා කරයි. යම් පීඩනයක් යටතේ, එය නයිට්රජන් නිපදවීමට ඔක්සිජන් සහ නයිට්රජන් වෙන් කිරීම සඳහා හිස් තන්තු පටලයේ ඇති ඔක්සිජන් සහ නයිට්රජන් වල විවිධ පාරගම්ය අනුපාතයන් භාවිතා කරයි. ඉහත නයිට්රජන් නිෂ්පාදන ක්‍රම දෙක හා සසඳන විට, එය සරල උපකරණ ව්‍යුහය, කුඩා පරිමාව, මාරු කිරීමේ කපාටයක් නොමැති වීම, සරල ක්‍රියාකාරිත්වය සහ නඩත්තුව, වේගවත් ගෑස් නිෂ්පාදනය (විනාඩි 3 ක් ඇතුළත) සහ වඩාත් පහසු ධාරිතාව පුළුල් කිරීමේ ලක්ෂණ ඇත.
කෙසේ වෙතත්, හිස් තන්තු පටලවලට සම්පීඩිත වාතයේ පිරිසිදුකම පිළිබඳ දැඩි අවශ්‍යතා ඇත. මෙම පටල වයසට යෑම හා අසාර්ථක වීමට ඉඩ ඇති අතර ඒවා අලුත්වැඩියා කිරීමට අපහසු වේ. නව පටල ප්රතිස්ථාපනය කළ යුතුය.
≤98% නයිට්රජන් සංශුද්ධතා අවශ්‍යතා සහිත කුඩා හා මධ්‍යම ප්‍රමාණයේ පරිශීලකයින් සඳහා පටල වෙන් කිරීමේ නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය වඩාත් සුදුසු වන අතර මේ අවස්ථාවේ හොඳම ක්‍රියාකාරී-මිල අනුපාතය ඇත; නයිට්රජන් සංශුද්ධතාවය 98% ට වඩා වැඩි වීමට අවශ්‍ය වූ විට, එය එම පිරිවිතරයේ පීඩන පැද්දීමේ adsorption නයිට්රජන් නිෂ්පාදන උපාංගයට වඩා 30%ක් පමණ වැඩි වේ. එබැවින්, පටල වෙන් කරන නයිට්රජන් නිෂ්පාදනය සහ නයිට්රජන් පවිත්‍ර කිරීමේ උපකරණ ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් ඉහළ සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් නයිට්රජන් නිපදවන විට සාමාන්‍ය නයිට්රජන් වල සංශුද්ධතාවය සාමාන්‍යයෙන් 98% වන අතර එමඟින් පිරිසිදු කිරීමේ උපාංගයේ නිෂ්පාදන පිරිවැය සහ මෙහෙයුම් පිරිවැය වැඩි වේ.
පසු කාලය: ජූලි-24-2024
