안녕하세요! 액체질소 식물 공급업체로서 저는 이 식물들이 실제로 어떻게 액체질소를 생산하는지에 대한 질문을 자주 받습니다. 이는 매우 흥미로운 과정이며, 그 내용을 여러분과 공유하게 되어 기쁩니다.
기본 사항: 왜 액체 질소인가?
생산 공정에 대해 알아보기 전에 액체 질소가 왜 그렇게 중요한지 빠르게 살펴보겠습니다. 액체질소는 다양한 용도로 사용됩니다. 의료 분야에서는 냉동 수술, 생물학적 샘플 저장, 심지어 일부 미용 시술에도 사용됩니다. 식품 산업에서는 식품의 품질을 보존하기 위해 급속 냉동하는 데 사용됩니다. 또한 전자 산업의 냉각 및 연구실의 다양한 실험에도 사용됩니다. 믿을 수 없을 정도로 낮은 온도(-196°C 또는 -321°F)로 인해 다른 물질이 할 수 없는 일이 일어날 수 있습니다.
원료: 공기
액체질소를 생산하는 첫 번째 단계는 원료인 공기를 살펴보는 것입니다. 공기는 약 78%의 질소, 21%의 산소, 그리고 아르곤, 이산화탄소, 네온과 같은 소량의 기타 가스로 구성됩니다. 당사의 액체 질소 플랜트는 쉽게 이용할 수 있는 공기를 순수한 액체 질소로 바꾸는 첨단 공기 변압기와 같습니다.
공기 흡입 및 전처리
이 과정은 공기 흡입으로 시작됩니다. 공기는 대형 필터를 통해 식물 안으로 유입됩니다. 이 필터는 공기 중의 먼지, 때, 기타 미립자를 제거하기 때문에 매우 중요합니다. 공기를 위한 대규모 진공 청소기처럼 생각하십시오. 1차 필터링을 거친 후, 공기는 전처리 과정을 거치게 됩니다. 여기에는 수증기와 이산화탄소를 제거하는 작업이 포함됩니다. 수증기가 얼어 공장의 파이프를 막을 수 있으며, 이산화탄소는 냉각 과정에서 문제를 일으킬 수도 있습니다. 특수한 흡착제는 이러한 원치 않는 물질을 잡아내는 데 사용됩니다.
압축
공기가 깨끗하고 건조해지면 압축할 차례입니다. 공기는 고압으로 압축됩니다. 이러한 압축으로 인해 공기의 온도가 상승하므로 냉각 과정을 거쳐야 합니다. 열 교환기는 압축 공기를 다시 냉각시키는 데 사용됩니다. 압축하는 동안 우리는 본질적으로 공기 분자를 서로 더 가깝게 압축하여 다음 단계를 위한 단계를 설정합니다.
극저온 공기 분리
이제 우리는 공정의 핵심인 극저온 공기 분리에 접근하고 있습니다. 이것이 바로 마법이 실제로 일어나는 곳입니다. 압축되고 냉각된 공기는 증류탑으로 보내집니다. 증류탑은 높은 첨단 타워와 같습니다. 이 타워 내부의 공기는 점차적으로 극도로 낮은 온도로 냉각됩니다. 서로 다른 가스는 끓는점이 다르기 때문에 컬럼의 서로 다른 수준에서 분리되기 시작합니다.
산소는 질소(-196°C 또는 -321°F)에 비해 끓는점이 더 높습니다(-183°C 또는 -297°F). 따라서 공기가 냉각되면 산소가 먼저 응축되어 기둥 바닥에 모입니다. 더 가볍고 끓는점이 낮은 질소는 더 오랫동안 기체 상태로 유지되며 기둥의 더 높은 곳에서 수집될 수 있습니다.
액화
증류탑에서 수집된 기체 질소는 여전히 액체로 전환되어야 합니다. 이는 액화라는 과정을 통해 이루어집니다. 기체 질소는 냉동 시스템을 사용하여 추가로 냉각됩니다. 냉동 시스템은 압축과 팽창의 사이클을 사용하여 액화될 때까지 질소 가스의 온도를 낮춥니다.
보관 및 유통
질소가 액체 형태가 되면 대형 단열 탱크에 저장됩니다. 이 탱크는 액체질소를 극도로 낮은 온도로 유지하도록 설계되었습니다. 이러한 저장 탱크에서 액체 질소를 고객에게 배포할 수 있습니다. 우리는 액체질소를 안전하게 운반하기 위해 절연 용기를 갖춘 특수 트럭을 사용합니다.
우리의 액체 질소 공장
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참고자료
- 페리, RH, & 그린, DW(1997). 페리의 화학 엔지니어 핸드북. 맥그로-힐.
- Kohl, AL, & Nielsen, RB(1997). 가스 정화. 걸프 출판사.
