La machine de production d’azote par séparation cryogénique de l’air est une méthode traditionnelle de production d’azote, dont l’histoire remonte à quelques décennies. Elle utilise l’air comme matière première, après compression, purification et échange de chaleur pour liquéfier l’air en air liquide. L’air liquide est principalement un mélange d’oxygène liquide et d’azote liquide, utilisant les différents points d’ébullition de l’oxygène liquide et de l’azote liquide, par la distillation de l’air liquide, de sorte qu’ils sont séparés pour obtenir de l’azote.

L’équipement de production d’oxygène par méthode cryogénique présente les caractéristiques suivantes

1. Les conteneurs et les canalisations à basse température, tels que les échangeurs de chaleur à basse température et les tours de distillation, sont placés dans une boîte d’isolation froide et remplis de matériaux isolants à faible conductivité thermique afin d’empêcher la chaleur de pénétrer depuis l’environnement et de réduire la perte de froid, sinon l’équipement ne peut pas fonctionner ;
2. Les matériaux utilisés pour la fabrication d’équipements à basse température doivent présenter une résistance et une ténacité suffisantes à basse température, ainsi que de bonnes performances en matière de soudage et de traitement. Les matériaux couramment utilisés sont les alliages d’aluminium, les alliages de cuivre, l’acier inoxydable, etc ;
3. Les impuretés ayant un point d’ébullition élevé dans l’air, telles que l’humidité et le dioxyde de carbone, doivent être éliminées à l’avance à température ambiante. Les impuretés ayant un point d’ébullition élevé dans l’air, telles que l’humidité et le dioxyde de carbone, doivent être éliminées à l’avance à température ambiante ;
4. L’acétylène et les hydrocarbures présents dans l’air pénètrent dans la tour de séparation de l’air et s’y accumulent dans une certaine mesure, ce qui peut affecter la sécurité du fonctionnement et même provoquer des accidents d’explosion. Par conséquent, un équipement de purification doit être installé pour les éliminer ;
5. Un récipient scellé pour stocker des liquides à basse température. Lorsque la chaleur est transférée de l’extérieur, certains des liquides à basse température absorbent la chaleur et se vaporisent, et la pression augmente automatiquement. Pour éviter toute surpression, des dispositifs de sécurité fiables doivent être installés ;
6. Si un liquide à basse température s’infiltre dans les fondations, il gèlera et fissurera les fondations, entraînant le basculement de l’équipement. Il est donc nécessaire d’assurer l’étanchéité des équipements, des canalisations et des vannes, en tenant compte des contraintes et des déformations qui peuvent se produire en raison de la dilatation et de la contraction thermiques ;
7. Les substances organiques poreuses telles que le bois et le coke imbibés d’oxygène liquide peuvent subir une combustion intense lorsqu’elles sont exposées à une source de feu ou soumises à une certaine force d’impact. Par conséquent, les substances organiques poreuses ne sont pas autorisées à l’intérieur de la boîte froide. Pour l’évacuation de l’oxygène liquide, il convient d’envisager à l’avance des canalisations et des conteneurs spécialisés pour l’évacuation de l’oxygène liquide, et il n’est pas permis d’utiliser des tranchées souterraines ;
8. L’impact à long terme de liquides à basse température sur des plaques d’acier au carbone peut les fragiliser et les fissurer. Par conséquent, les produits en acier au carbone ne peuvent pas être utilisés pour les canalisations et les réservoirs de décharge qui déchargent des liquides à basse température ;
9. L’azote et l’argon sont des gaz suffocants, et leurs tuyaux d’évacuation des liquides doivent être conduits à l’extérieur. Le tuyau d’évacuation des gaz doit avoir une certaine hauteur d’évacuation, et la sortie d’évacuation ne doit pas être orientée vers l’escalier de la plate-forme ;
10. L’oxygène est un puissant stimulant de la combustion, et son tuyau d’évacuation ne peut pas être directement déchargé dans un bâtiment d’usine non ventilé.

Usine d’azote cryogénique

L’installation d’azote cryogénique est l’une des machines les plus révolutionnaires, également connue sous le nom de générateur d’azote cryogénique industriel. L’installation d’azote cryogénique est un système très compact et très efficace qui produit de l’azote à un niveau de pureté de 99,99 %. Il s’agit de l’une des machines industrielles les plus sophistiquées, capable de produire de l’azote gazeux à un débit allant de 80 à 3 500 Nm3 par heure, voire plus.

L’usine d’azote cryogénique utilise l’un des procédés les plus rentables pour produire de l’azote gazeux pur provenant de notre atmosphère. En utilisant l’usine d’azote cryogénique, les matières premières ne seront pas nécessaires et il n’y aura pas de coûts récurrents pour les produits chimiques. En tant qu’entreprise leader dans l’industrie, l’usine d’azote cryogénique utilise l’une des machines les plus avancées et une technologie de pointe dans chaque processus de purification.

L’usine d’azote cryogénique est l’une de ces fameuses machines conçues et utilisées pour produire de l’azote pour différentes applications industrielles. L’usine d’azote cryogénique utilise le processus de distillation cryogénique pour produire de l’azote pur dans l’usine d’azote cryogénique.

L’usine produit de l’azote en liquéfiant l’air de l’atmosphère à l’aide de l’unité de séparation de l’air. L’étape suivante consiste à faire passer l’air par le système de nettoyage, qui élimine les impuretés contenues dans l’azote, telles que l’humidité et l’hydrogène carbonique. Ensuite, l’air passe par les échangeurs de chaleur et c’est là que l’air purifié est refroidi à des températures cryogéniques. Le processus suivant consiste à faire passer l’air dans la colonne de distillation à haute pression, où se produit le processus de séparation. C’est dans cette colonne que l’azote est formé. Enfin, l’azote purifié est dirigé vers la colonne de distillation à basse pression où l’azote est distillé. Le produit final est ensuite traité pour répondre aux spécifications commerciales.

L’usine d’azote cryogénique produit de l’azote purifié, un élément qui revêt une grande importance technique. On sait que l’atmosphère se compose principalement d’oxygène et d’azote, avec de petites quantités de dioxyde de carbone, d’hélium, d’argon, etc. Dans les usines d’azote cryogénique, l’oxygène et l’azote sont séparés par différents processus réalisés par les machines de pointe de l’entreprise.

Les systèmes de production d’azote cryogénique sont certifiés très sûrs et fiables. En outre, les meilleurs experts ont confirmé que les machines de l’entreprise sont à la fois faciles à utiliser et à entretenir. Selon les besoins du client, plusieurs options sont disponibles.

Les installations d’azote cryogénique sont conçues par les ingénieurs et les experts les plus éminents de l’entreprise pour devenir l’un des produits les plus sophistiqués et les plus compétitifs au monde. Les usines d’azote cryogénique sont fabriquées et créées à l’aide des dernières technologies de pointe et d’une conception sophistiquée. Les machines qui génèrent de l’azote sont superbement conçues et leur prix est compétitif.

L’usine d’azote cryogénique produit des machines de qualité supérieure qui sont inégalées en raison du contrôle de qualité strict et des mesures standard qui sont maintenues dans l’entreprise.

Les principaux équipements de l’unité de génération d’azote cryogénique

Filtration de l’air
Pour réduire l’usure des surfaces mécaniques à l’intérieur du compresseur d’air et garantir la qualité de l’air, l’air doit d’abord passer par un filtre à air pour éliminer les poussières et autres impuretés avant d’entrer dans le compresseur d’air. Les compresseurs d’air utilisent souvent des filtres à efficacité moyenne ou grossière pour l’admission.
Compresseur d’air
Selon leur principe de fonctionnement, les compresseurs d’air peuvent être divisés en deux catégories : les compresseurs volumétriques et les compresseurs de vitesse. Les compresseurs d’air utilisent généralement des compresseurs d’air à piston alternatif, des compresseurs d’air centrifuges et des compresseurs d’air à vis.
Refroidisseur d’air
Il est utilisé pour réduire la température de l’air comprimé avant qu’il n’entre dans le sécheur d’air et la tour de séparation d’air, pour éviter les fluctuations importantes de température dans la tour et pour libérer la plus grande partie de l’humidité contenue dans l’air comprimé. Habituellement, les refroidisseurs d’eau à l’azote (composés d’une tour de refroidissement d’eau et d’une tour de refroidissement d’air : la tour de refroidissement d’eau utilise les gaz d’échappement de la tour de séparation d’air pour refroidir l’eau en circulation, et la tour de refroidissement d’air utilise l’eau en circulation de la tour de refroidissement d’eau pour refroidir l’air) et les refroidisseurs d’air au fréon sont utilisés.

Purificateur de séchage d’air
L’air comprimé contient encore de l’humidité, du dioxyde de carbone, de l’acétylène et d’autres hydrocarbures après avoir traversé un refroidisseur d’air. L’humidité gelée et le dioxyde de carbone déposés dans la tour de séparation de l’air peuvent bloquer les canaux, les pipelines et les vannes. L’acétylène s’accumule dans l’oxygène liquide et présente un risque d’explosion. La poussière peut user les machines en service. Afin d’assurer le fonctionnement sécuritaire à long terme de l’unité de séparation de l’air, un équipement de purification spécialisé doit être installé pour éliminer ces impuretés. Les méthodes les plus couramment utilisées pour la purification de l’air sont l’adsorption et la congélation. La méthode d’adsorption par tamis moléculaire est largement utilisée dans les petites et moyennes unités de générateur d’azote en Chine.
Tour de séparation de l’air
La tour de séparation d’air comprend principalement un échangeur de chaleur principal, un liquéficateur, une tour de distillation, un évaporateur à condensation, etc. L’échangeur de chaleur principal, l’évaporateur de condenseur et le liquéficateur sont des échangeurs de chaleur à plaques, qui sont un nouveau type d’échangeur de chaleur de paroi composite avec une structure en métal tout en aluminium. La différence de température moyenne est très petite, et l’efficacité de transfert de chaleur est aussi élevée que 98-99%. La tour de Distillation est un équipement pour la séparation de l’air, et les types d’équipement de la tour sont divisés en fonction de leurs composants internes. Une tour de plateau de tamis est appelée une tour de plateau de tamis, une tour de couverture à bulles est appelée une tour de couverture à bulles, et une tour emballée est appelée une tour emballée. La plaque de tamis a une structure simple, est facile à fabriquer et a une efficacité de plateau élevée, de sorte qu’il est largement utilisé dans les colonnes de distillation de séparation de l’air. La tour emballée est principalement utilisée pour les tours de distillation d’un diamètre inférieur à 0,8 met d’une hauteur ne dépassant pas 7m. Les tours à bulles sont rarement utilisées en raison de leur structure complexe et de leurs difficultés de fabrication.

Turbine expander
Il s’agit d’une machine à lame rotative utilisée dans les équipements de production d’azote pour générer une capacité de refroidissement, et d’une turbine à gaz utilisée dans des conditions de basse température. Les turbodétendeurs sont divisés en flux axial, flux radial et flux axial radial en fonction de la direction du flux de gaz dans la roue. Selon que le gaz continue ou non à se dilater dans la roue, il peut être divisé en type de contre-attaque et type d’impact. L’expansion continue est appelée type de contre-attaque, tandis que l’expansion non continue est appelée type d’impact. L’expanseur à turbine à impact à flux radial axial à un étage est largement utilisé dans les équipements de séparation de l’air. Le générateur d’azote pour la séparation cryogénique de l’air est complexe, occupe une grande surface, a des coûts d’infrastructure élevés, nécessite un investissement unique important dans l’équipement, a des coûts d’exploitation élevés, produit du gaz lentement, a des exigences élevées en matière d’installation et a un long cycle. En tenant compte de facteurs tels que l’équipement complet, l’installation et l’infrastructure, l’échelle d’investissement des unités PSA avec les mêmes spécifications pour un équipement inférieur à 3500 Nm3/h est de 20 % à 50 % inférieure à celle des unités de séparation cryogénique de l’air. Le générateur d’azote cryogénique convient à la production industrielle d’azote à grande échelle, tandis que la production d’azote à petite et moyenne échelle semble peu rentable.