Společnost v Rusku Intech GmbH / LLC Intech GmbH působí na trhu inženýrských služeb od roku 1997, je oficiálním distributorem různých výrobců průmyslového vybavení a nabízí vám různé generátory dusíku a dusíkové instalace.
- Obecný popis a způsoby výroby dusíku
- Generátor dusíku (instalace dusíku) adsorpčního typu, možnost 1
- Технические характеристики
- Montážní schéma
- Rozsah dodávky
- Технические характеристики
- Popis zařízení
- Průtokový a montážní diagram
- Rozsah dodávky
- Použitá technologie
- Uspořádání zařízení
- Výhody
- Podmínky návrhu
- Rozsah dodávky
- popis
- Poz. 1 Generátor dusíku
- Poz. 2 Vyrovnávací nádrž
- Popis technologie
- Obecný popis instalace
- Rozsah dodávky
Obecný popis a způsoby výroby dusíku
Jedním z nejznámějších a nejrozšířenějších prvků na naší planetě je dusík. Jeho obsah v atmosféře je více než 78 %. Tato látka může být ve vázaném stavu, buď organickém nebo anorganickém. Sloučeniny dusíku jsou důležité pro zemědělské a průmyslové využití. Způsob, kterým by se měl dusík získat, závisí na požadované čistotě prvku.
V průmyslu se dusík získává následujícími způsoby:
- frakční destilace kapalného vzduchu – metoda založená na různých bodech varu kyslíku a dusíku;
- reakce (chemická) vzduchu se žhavým uhlím;
- separace plynů adsorpční metodou.
Frakční destilace je považována za jednu z nejekonomičtějších metod výroby molekulárního dusíku a je to metoda postupného zkapalňování vyčištěného vzduchu chlazením a expanzí. Po přijetí kapalného vzduchu se destiluje přes frakce a pomalu zvyšuje teplotu. V důsledku toho se nejprve uvolňují vzácné plyny a poté dusík. Bod varu dusíku je však -195,8 °C, o něco nižší než teplota další složky vzduchu, kyslíku (-182,9 °C). Pokud tedy opatrně zahřejete kapalný vzduch, nejdříve se odpaří dusík. Dusík v plynném stavu je spotřebiteli dodáván ve stlačené formě (15 MPa), je plněn do černých lahví se žlutým nápisem „dusík“. Zůstane jen kyslík v kapalné formě.
Tento způsob získávání dusíku zajišťuje roční produkci mnoha milionů tun dusíku. Dusík se pak dále zpracovává na amoniak, jehož úlohou jako suroviny je výroba zemědělských a průmyslových sloučenin obsahujících dusík. Atmosféra čistého dusíku může být také použita, pokud je požadována úplná absence kyslíku.
Destilací frakcí je možné získat „atmosférický dusík“.
K získání této látky se v průmyslu široce používají dusíkaté závody, tzv. generátory dusíku, které využívají různé metody separace plynů. Díky dostupnosti nových moderních technologií může koncentrace uvolněného dusíku dosáhnout 10 ppm (99.999 %).
Dusíkové plynné a kapalné frakce se získávají v procesu separace atmosférického vzduchu. Více než 78 % hmotnosti je poměrně vysoký obsah tohoto plynu v atmosféře. To zaručuje, že tato možnost výroby dusíku je ekonomická, snadno implementovatelná a efektivní. K výrobě dusíku se používají speciální jednotky, které fungují na principu membránové, kryogenní nebo adsorpční separace směsi vzduchu. Instalace na principu adsorpce a membránové separace vzduchu se snadněji obsluhují a jsou poměrně levné. Princip jejich činnosti je založen na absorpci kyslíku z atmosférického vzduchu a absorpci dalších plynných nečistot. Zařízení s kryogenním principem činnosti je složitější a vyžaduje vysoce kvalifikovanou manipulaci, ale používá se k výrobě kapalného dusíku. Konkrétní rozhodnutí a výběr způsobu výroby dusíku závisí na oblasti použití plynu.
Laboratorní podmínky zahrnují získávání dusíku několika způsoby.
1) Nejznámějším způsobem jeho získání je reakce založená na rozkladu dusitanu amonného:
Tato reakce probíhá exotermicky, při jejím průběhu se uvolní 80 kcal a je nutné ochlazení nádoby (nádoby). Dusitan amonný však musí být pro zahájení reakce zahřátý. Jak reakce pokračuje dále, roztok dusitanu sodného, také nasycený, se přidává po kapkách k nasycenému a zahřátému roztoku síranu amonného. Dochází k výměnné reakci, během které se dusitan amonný okamžitě rozkládá. Vzniklý plyn je kontaminován oxidem dusíku, čpavkem a kyslíkem. Od těchto nečistot se zbavuje postupným průchodem roztoky síranu železitého, kyseliny sírové a také průchodem přes horkou měď. Vyčištěný dusík se pak suší.
2) Dusík můžete získat také laboratorním způsobem, který spočívá v zahřívání směsi v hmotnostním poměru 1:2, sestávající ze síranu amonného a dichromanu draselného. Následující rovnice ukazují průběh reakce:
3) Rozkladem azidů kovů lze získat nejčistší dusík:
4) Směs vzácných plynů s dusíkem nazývaná „atmosférický“ nebo „vzdušný“ dusík lze získat reakcí horkého koksu se vzduchem:
Výsledkem je, jak se také nazývá, „generátorový“ nebo „vzduchový“ plyn. Jedná se v zásadě o suroviny používané jako palivo nebo pro chemické syntézy. Absorpcí oxidu uhelnatého z této suroviny lze v případě potřeby uvolnit dusík.
5) Další laboratorní metodou použitou k získání dusíku je průchod amoniaku přes oxid měďnatý. To se provádí při teplotě asi 700 °C:
Ten (amoniak) se odebírá z nasyceného zahřátého roztoku amoniaku. Množství oxidu mědi by mělo být 2krát větší, než je vypočteno. To se provádí bezprostředně před použitím: čištění dusíku od nečistot amoniaku a kyslíku probíhá jeho průchodem přes měď a oxid měďnatý (jak jsme uvedli výše při popisu procesu rozkladu dusitanu amonného), poté se suší suchou alkálií a pomocí kyseliny sírové (koncentrované). Jedná se o velmi pomalý proces, ale vyplatí se: výsledný plyn má poměrně dobré charakteristiky čistoty.
6) Ale čistý nebo „chemický“ dusík se získává v laboratořích přidáním chloridu amonného NH4Cl (při zahřátí a nasyceném roztoku) na dusitan sodný NaNO2 (pevný):
V závislosti na laboratorním vybavení je možné získat dusík v laboratořích jeho izolací od jiných látek při určitých chemických reakcích nebo jejich rozkladem nebo rozkladem, například:
1) dusitan amonný (pevný) se explozivně rozkládá:
2) při oxidaci amoniaku získáme:
3) když kov interaguje s kyselinou dusičnou ve zředěné formě:
4) azid lithný po tepelném rozkladu poskytuje:
