O princípio operacional de uma planta de produção de nitrogênio líquido é o seguinte:
O ar atmosférico é desenhado e pré -- tratado, passando através dos filtros para remover poeira e outras matérias particuladas. O ar então entra em um sistema de compressão, onde é comprimido para uma certa pressão (normalmente 5 - 7 bar) e resfriada por equipamentos de resfriamento. O ar comprimido entra em um estágio de purificação, onde peneiras moleculares e outros equipamentos de purificação removem impurezas como umidade, dióxido de carbono e hidrocarbonetos para impedir que essas substâncias congelem e entupem o equipamento de temperatura subsequente. O ar purificado entra em um trocador de calor, onde troca calor com o gás criogênico gerado nos processos subsequentes, resfriando -o gradualmente para perto da temperatura de liquefação. O ar entra então em um expansor ou liquefista, onde é ainda mais resfriado através de processos como expansão adiabática, atingindo seu ponto de liquefação (aproximadamente - 196 graus, o ponto de ebulição do nitrogênio), convertendo -o em ar líquido criogênico. O ar líquido é então alimentado em uma coluna de destilação (normalmente uma pressão dupla -, alta - e sistema de baixa pressão), onde sofre separação de destilação através de evaporação e condensação repetidas. Como o ponto de ebulição do nitrogênio (-196 grau) é menor que o de oxigênio (-183 grau), o nitrogênio evapora mais facilmente e sobe no topo da torre. Depois de ser coletado e resfriado, ele forma nitrogênio líquido e é finalmente armazenado em um tanque de armazenamento isolado de baixa temperatura, completando todo o processo de produção.
Aplicações de nitrogênio:
Na indústria química:
O nitrogênio é um gás de matéria -prima vital. É um componente essencial na produção de fertilizantes (como o fertilizante nitrogenado), fornecendo nutrientes suficientes para a produção agrícola. Também é usado na produção de ácido nítrico, uma matéria -prima fundamental para nylon sintético, corantes, explosivos e outros produtos químicos, impulsionando a expansão e o desenvolvimento da cadeia da indústria química.
Na indústria de alimentos:
A inércia do nitrogênio o torna um conservante alimentar ideal. Injetar nitrogênio em embalagens de alimentos isola o oxigênio, impedindo a oxidação e o crescimento bacteriano, prolongando efetivamente o prazo de validade dos alimentos. É particularmente adequado para preservar alimentos inchados, como batatas fritas e biscoitos, além de carne e bolos, mantendo a textura, o sabor, a cor e a umidade originais da comida. Além disso, como mencionado acima, o nitrogênio líquido (a forma líquida de nitrogênio) também é amplamente utilizada no congelamento rápido de alimentos.
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