বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির অগ্রগতি এবং অর্থনীতির বিকাশের সাথে, নাইট্রোজেনের প্রয়োগের সুযোগ দিন দিন প্রসারিত হচ্ছে এবং অনেক শিল্প খাতে এবং দৈনন্দিন জীবনে প্রবেশ করেছে।
নাইট্রোজেন উৎপাদন নির্মাতা - চীন নাইট্রোজেন উৎপাদন কারখানা এবং সরবরাহকারী (xinfatools.com)
নাইট্রোজেন বায়ুর প্রধান উপাদান, প্রায় 78% বায়ুর জন্য দায়ী। এলিমেন্টাল নাইট্রোজেন N2 হল একটি বর্ণহীন এবং গন্ধহীন গ্যাস যা স্বাভাবিক অবস্থায় থাকে। স্ট্যান্ডার্ড স্টেটের অধীনে গ্যাসের ঘনত্ব হল 1.25 g/L। গলনাঙ্ক হল -210℃ এবং স্ফুটনাঙ্ক হল -196℃। তরল নাইট্রোজেন একটি নিম্ন-তাপমাত্রার রেফ্রিজারেন্ট (-196℃)।
আজ আমরা দেশে এবং বিদেশে নাইট্রোজেন উৎপাদনের জন্য বেশ কয়েকটি প্রধান পদ্ধতি চালু করব।
তিনটি সাধারণ শিল্প-স্কেল নাইট্রোজেন উত্পাদন পদ্ধতি রয়েছে: ক্রায়োজেনিক বায়ু বিচ্ছেদ নাইট্রোজেন উত্পাদন, চাপ সুইং শোষণ নাইট্রোজেন উত্পাদন, এবং ঝিল্লি বিচ্ছেদ নাইট্রোজেন উত্পাদন।
প্রথম: ক্রায়োজেনিক বায়ু বিচ্ছেদ নাইট্রোজেন উৎপাদন পদ্ধতি
ক্রায়োজেনিক বায়ু বিচ্ছেদ নাইট্রোজেন উৎপাদন একটি ঐতিহ্যগত নাইট্রোজেন উৎপাদন পদ্ধতি যার ইতিহাস প্রায় কয়েক দশকের। এটি কাঁচামাল হিসাবে বাতাস ব্যবহার করে, এটিকে সংকুচিত করে এবং বিশুদ্ধ করে এবং তারপর তাপ বিনিময় ব্যবহার করে বাতাসকে তরল বাতাসে পরিণত করে। তরল বায়ু প্রধানত তরল অক্সিজেন এবং তরল নাইট্রোজেনের মিশ্রণ। তরল অক্সিজেন এবং তরল নাইট্রোজেনের বিভিন্ন স্ফুটনাঙ্কগুলিকে তরল বাতাসের পাতনের মাধ্যমে আলাদা করতে ব্যবহার করা হয় নাইট্রোজেন পাওয়ার জন্য।
সুবিধা: বড় গ্যাস উত্পাদন এবং পণ্য নাইট্রোজেনের উচ্চ বিশুদ্ধতা। ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন উৎপাদন শুধুমাত্র নাইট্রোজেন নয় বরং তরল নাইট্রোজেনও তৈরি করতে পারে, যা তরল নাইট্রোজেনের প্রক্রিয়ার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে এবং তরল নাইট্রোজেন স্টোরেজ ট্যাঙ্কে সংরক্ষণ করা যেতে পারে। যখন একটি বিরতিহীন নাইট্রোজেন লোড বা বায়ু পৃথকীকরণ সরঞ্জামের একটি ছোটখাটো মেরামত হয়, তখন স্টোরেজ ট্যাঙ্কের তরল নাইট্রোজেন বাষ্পে প্রবেশ করে এবং উত্তপ্ত হয় এবং তারপর প্রক্রিয়া ইউনিটের নাইট্রোজেনের চাহিদা মেটাতে পণ্য নাইট্রোজেন পাইপলাইনে পাঠানো হয়। ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন উৎপাদনের অপারেটিং চক্র (দুটি বড় গরম করার মধ্যবর্তী ব্যবধানকে নির্দেশ করে) সাধারণত 1 বছরের বেশি হয়, তাই ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন উত্পাদন সাধারণত স্ট্যান্ডবাই হিসাবে বিবেচিত হয় না।
অসুবিধা: ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন উৎপাদন ≧99.999% বিশুদ্ধতা সহ নাইট্রোজেন উত্পাদন করতে পারে, কিন্তু নাইট্রোজেনের বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন লোড, ট্রে সংখ্যা, ট্রে কার্যকারিতা এবং তরল বাতাসে অক্সিজেন বিশুদ্ধতা দ্বারা সীমিত এবং সমন্বয় পরিসীমা খুবই ছোট। অতএব, ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন উত্পাদন সরঞ্জামের একটি সেটের জন্য, পণ্যের বিশুদ্ধতা মূলত নির্দিষ্ট এবং সামঞ্জস্য করা অসুবিধাজনক। যেহেতু ক্রায়োজেনিক পদ্ধতিটি অত্যন্ত কম তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয়, তাই এটিকে স্বাভাবিক কাজে লাগানোর আগে সরঞ্জামগুলির একটি প্রি-কুলিং স্টার্ট-আপ প্রক্রিয়া থাকতে হবে। স্টার্ট-আপ সময়, অর্থাৎ, বিস্তৃতির শুরু থেকে নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতা প্রয়োজনে পৌঁছানো পর্যন্ত সময় সাধারণত 12 ঘন্টার কম নয়; সরঞ্জামগুলি ওভারহল করার আগে, এটিকে অবশ্যই গরম করার এবং গলানোর সময় থাকতে হবে, সাধারণত 24 ঘন্টা। অতএব, ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন উত্পাদন সরঞ্জামগুলি ঘন ঘন শুরু করা এবং বন্ধ করা উচিত নয় এবং এটি একটি দীর্ঘ সময়ের জন্য অবিচ্ছিন্নভাবে পরিচালনা করার পরামর্শ দেওয়া হয়।
এছাড়াও, ক্রায়োজেনিক প্রক্রিয়াটি জটিল, এটি একটি বিশাল এলাকা দখল করে, উচ্চ পরিকাঠামোর খরচ রয়েছে, বিশেষ রক্ষণাবেক্ষণ বাহিনীর প্রয়োজন, প্রচুর পরিমাণে অপারেটর রয়েছে এবং ধীরে ধীরে (18 থেকে 24 ঘন্টা) গ্যাস উত্পাদন করে। এটি বড় আকারের শিল্প নাইট্রোজেন উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত।
দ্বিতীয়: প্রেসার সুইং অ্যাডসর্পশন (পিএসএ) নাইট্রোজেন উৎপাদন পদ্ধতি
প্রেসার সুইং অ্যাডসর্পশন (পিএসএ) গ্যাস বিচ্ছেদ প্রযুক্তি নন-ক্রায়োজেনিক গ্যাস বিচ্ছেদ প্রযুক্তির একটি গুরুত্বপূর্ণ শাখা। এটি ক্রায়োজেনিক পদ্ধতির চেয়ে একটি সহজ বায়ু পৃথকীকরণ পদ্ধতি খুঁজে বের করার জন্য মানুষের দীর্ঘমেয়াদী প্রচেষ্টার ফলাফল।
1970-এর দশকে, পশ্চিম জার্মান এসেন মাইনিং কোম্পানি সফলভাবে কার্বন আণবিক চালনি তৈরি করে, যা PSA বায়ু বিভাজন নাইট্রোজেন উৎপাদনের শিল্পায়নের পথ তৈরি করে। গত 30 বছরে, এই প্রযুক্তিটি দ্রুত বিকশিত এবং পরিপক্ক হয়েছে। এটি ছোট এবং মাঝারি আকারের নাইট্রোজেন উত্পাদন ক্ষেত্রে ক্রায়োজেনিক বায়ু বিচ্ছেদের একটি শক্তিশালী প্রতিযোগী হয়ে উঠেছে।
চাপ সুইং শোষণ নাইট্রোজেন উত্পাদন কাঁচামাল হিসাবে বায়ু এবং শোষণকারী হিসাবে কার্বন আণবিক চালনী ব্যবহার করে। এটি বায়ুতে অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনের কার্বন আণবিক চালনীর নির্বাচনী শোষণের বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করে এবং ঘরের তাপমাত্রায় অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনকে আলাদা করার জন্য চাপ সুইং শোষণ (চাপ শোষণ, চাপ হ্রাস শোষণ এবং আণবিক চালনী পুনর্জন্ম) নীতি ব্যবহার করে।
ক্রায়োজেনিক বায়ু বিচ্ছেদ নাইট্রোজেন উৎপাদনের সাথে তুলনা করে, চাপ সুইং শোষণ নাইট্রোজেন উৎপাদনের উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে: শোষণ বিচ্ছেদ ঘরের তাপমাত্রায় সঞ্চালিত হয়, প্রক্রিয়াটি সহজ, সরঞ্জামগুলি কমপ্যাক্ট, পায়ের ছাপ ছোট, এটি শুরু করা এবং থামানো সহজ, এটি দ্রুত শুরু হয়, গ্যাস উত্পাদন দ্রুত হয় (সাধারণত প্রায় 30 মিনিট), শক্তি খরচ কম, অপারেটিং খরচ কম, অটোমেশনের ডিগ্রি বেশি, অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ সুবিধাজনক, স্কিড ইনস্টলেশন সুবিধাজনক, কোনও বিশেষ ভিত্তি নেই প্রয়োজন, পণ্য নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতা একটি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে সামঞ্জস্য করা যেতে পারে, এবং নাইট্রোজেন উত্পাদন হল ≤3000Nm3/h। অতএব, চাপ সুইং শোষণ নাইট্রোজেন উত্পাদন বিরতিমূলক অপারেশন জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত.
যাইহোক, এখনও পর্যন্ত, দেশী এবং বিদেশী প্রতিরূপ PSA নাইট্রোজেন উৎপাদন প্রযুক্তি ব্যবহার করে শুধুমাত্র 99.9% (অর্থাৎ, O2≤0.1%) বিশুদ্ধতার সাথে নাইট্রোজেন উত্পাদন করতে পারে। কিছু কোম্পানি 99.99% বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন (O2≤0.01%) উত্পাদন করতে পারে। PSA নাইট্রোজেন উৎপাদন প্রযুক্তির দৃষ্টিকোণ থেকে উচ্চতর বিশুদ্ধতা সম্ভব, কিন্তু উৎপাদন খরচ খুব বেশি এবং ব্যবহারকারীরা এটি গ্রহণ করার সম্ভাবনা কম। অতএব, উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন উত্পাদন করতে PSA নাইট্রোজেন উত্পাদন প্রযুক্তির ব্যবহারও একটি পোস্ট-স্টেজ পরিশোধন ডিভাইস যোগ করা আবশ্যক।
নাইট্রোজেন পরিশোধন পদ্ধতি (শিল্প স্কেল)
(1) হাইড্রোজেনেশন ডিঅক্সিজেনেশন পদ্ধতি।
একটি অনুঘটকের ক্রিয়াকলাপের অধীনে, নাইট্রোজেনের অবশিষ্ট অক্সিজেন যোগ করা হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে পানি তৈরি করে এবং প্রতিক্রিয়া সূত্রটি হল: 2H2 + O2 = 2H2O। তারপরে, একটি উচ্চ-চাপ নাইট্রোজেন কম্প্রেসার বুস্টার দ্বারা জল সরানো হয়, এবং নিম্নোক্ত প্রধান উপাদানগুলির সাথে উচ্চ-বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন শুকানোর পরে প্রাপ্ত হয়: N2≥99.999%, O2≤5×10-6, H2≤1500× 10-6, H2O≤10.7×10-6। নাইট্রোজেন উৎপাদনের খরচ প্রায় 0.5 ইউয়ান/m3।
(2) হাইড্রোজেনেশন এবং ডিঅক্সিজেনেশন পদ্ধতি।
এই পদ্ধতিটি তিনটি পর্যায়ে বিভক্ত: প্রথম পর্যায়টি হাইড্রোজেনেশন এবং ডিঅক্সিজেনেশন, দ্বিতীয় পর্যায়টি ডিহাইড্রোজেনেশন এবং তৃতীয় পর্যায়টি জল অপসারণ। নিম্নলিখিত রচনা সহ উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন প্রাপ্ত হয়: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, H2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10-6। নাইট্রোজেন উৎপাদনের খরচ প্রায় 0.6 ইউয়ান/m3।
(3) কার্বন ডিঅক্সিজেনেশন পদ্ধতি।
কার্বন-সমর্থিত অনুঘটকের ক্রিয়ায় (একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায়), সাধারণ নাইট্রোজেনের অবশিষ্ট অক্সিজেন CO2 উৎপন্ন করতে অনুঘটক দ্বারা প্রদত্ত কার্বনের সাথে বিক্রিয়া করে। বিক্রিয়া সূত্র: C + O2 = CO2। CO2 এবং H2O অপসারণের পরবর্তী পর্যায়ে, নিম্নলিখিত রচনা সহ উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন প্রাপ্ত হয়: N2 ≥ 99.999%, O2 ≤ 5 × 10-6, CO2 ≤ 5 × 10-6, H2O ≤ 10.7 × 10. নাইট্রোজেন উৎপাদনের খরচ প্রায় 0.6 ইউয়ান/m3।
তৃতীয়: ঝিল্লি বিচ্ছেদ এবং বায়ু বিচ্ছেদ নাইট্রোজেন উত্পাদন
ঝিল্লি বিচ্ছেদ এবং বায়ু পৃথকীকরণ নাইট্রোজেন উত্পাদন এছাড়াও নন-ক্রায়োজেনিক নাইট্রোজেন উত্পাদন প্রযুক্তির একটি নতুন শাখা। এটি একটি নতুন নাইট্রোজেন উৎপাদন পদ্ধতি যা 1980 এর দশকে বিদেশে দ্রুত বিকাশ লাভ করে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে এটি চীনে প্রচার এবং প্রয়োগ করা হয়েছে।
ঝিল্লি বিচ্ছেদ নাইট্রোজেন উত্পাদন কাঁচামাল হিসাবে বায়ু ব্যবহার করে। একটি নির্দিষ্ট চাপের অধীনে, এটি ঠালা ফাইবার ঝিল্লিতে অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনের বিভিন্ন পারমিয়েশন হার ব্যবহার করে অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনকে আলাদা করে নাইট্রোজেন তৈরি করে। উপরের দুটি নাইট্রোজেন উত্পাদন পদ্ধতির সাথে তুলনা করে, এটিতে সহজ সরঞ্জাম কাঠামো, ছোট আয়তন, কোন সুইচিং ভালভ, সহজ অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণ, দ্রুত গ্যাস উত্পাদন (3 মিনিটের মধ্যে) এবং আরও সুবিধাজনক ক্ষমতা সম্প্রসারণের বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
যাইহোক, ঠালা ফাইবার ঝিল্লির সংকুচিত বাতাসের পরিচ্ছন্নতার জন্য কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। ঝিল্লি বার্ধক্য এবং ব্যর্থতার প্রবণ, এবং মেরামত করা কঠিন। নতুন ঝিল্লি প্রতিস্থাপন করা প্রয়োজন।
ঝিল্লি বিচ্ছেদ নাইট্রোজেন উত্পাদন ≤98% নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতা প্রয়োজনীয়তা সহ ছোট এবং মাঝারি আকারের ব্যবহারকারীদের জন্য আরও উপযুক্ত, এবং এই সময়ে সর্বোত্তম ফাংশন-মূল্য অনুপাত রয়েছে; যখন নাইট্রোজেন বিশুদ্ধতা 98% এর বেশি হওয়া প্রয়োজন, তখন এটি একই স্পেসিফিকেশনের প্রেসার সুইং শোষণ নাইট্রোজেন উত্পাদন ডিভাইসের চেয়ে প্রায় 30% বেশি। অতএব, যখন উচ্চ-বিশুদ্ধতা নাইট্রোজেন ঝিল্লি বিচ্ছেদ নাইট্রোজেন উত্পাদন এবং নাইট্রোজেন পরিশোধন ডিভাইসগুলিকে একত্রিত করে উত্পাদিত হয়, তখন সাধারণ নাইট্রোজেনের বিশুদ্ধতা সাধারণত 98% হয়, যা পরিশোধন ডিভাইসের উত্পাদন খরচ এবং অপারেশন খরচ বাড়িয়ে তুলবে।
পোস্টের সময়: জুলাই-২৪-২০২৪
