מספר רב של מוצרים כימיים מיוצרים כיום באמצעות תגובות המתבצעות בכורים כימיים.
כור כימי, במהותו, הוא כלי תגובה אטום-בקנה מידה גדול: חומרי גלם מוזנים לתוכו, ועל ידי שליטה בתנאים כגון טמפרטורה ולחץ, תהליכים כמו סינתזה, פילמור ופיצוח מסתיימים כדי להניב את מוצר היעד.
בייצור כימי, הבטחת הבטיחות התפעולית של הכורים ושליטה באיכות המוצר הם סדרי עדיפויות-ויישום חנקן הוא אמצעי מפתח לשמירה על שניהם.
בדרך כלל, לפני תחילת תגובה, נעשה שימוש בחנקן כדי לעקור לחלוטין את האוויר (בעיקר חמצן) בתוך הכור; בתהליכים מסוימים, חנקן גם מוזרם ברציפות לכור במהלך הפעולה כדי לשמור על סביבה אינרטית.
חנקן הוא גז אינרטי בעל תכונות כימיות יציבות, והוא מגיב רק לעתים רחוקות עם רוב חומרי הגלם הכימיים או תוצרי הביניים. השימוש בחנקן בכורים משרת שתי מטרות קריטיות: ראשית, הוא מפחית את ההשפעות השליליות של החמצן. עבור חומרי גלם הניתנים לחמצון (כגון חומרי ביניים אורגניים מסוימים או זרזי מתכת), חמצן מעורר תגובות לוואי המפחיתות את טוהר המוצר, מפרקות צבע, או אפילו מייצרות תוצרי לוואי של חמצון רעילים ומזיקים. בתגובות אקסותרמיות- גבוהות (למשל, תגובות הידרוגנציה, פילמור אולפינים), חמצן מעורבב עם מערכת התגובה יכול ליצור תערובות גזים נפיצות; אם נחשף לטמפרטורות גבוהות מקומיות או לחשמל סטטי, הדבר עלול להוביל בקלות לתאונות בטיחות כמו פיצוצים או התפרצויות. בנוסף, במהלך שלב העברת החומר לאחר התגובה, טיהור חנקן מתמשך מונע זרימת אוויר חזרה, מונע זיהום חמצון של מוצרים מוגמרים במהלך הפריקה. מנקודת המבט של חיסכון בתהליך ויעילות, עקירת חנקן היא פתרון חסכוני-המאזן בין בטיחות ואיכות, העולה בהרבה על-העלות הגבוהה של יישום גזים אינרטיים אחרים (כגון ארגון).
עם זאת, לשיטות אספקת חנקן מסורתיות (למשל, חנקן בבקבוק, חנקן נוזלי) יש מגבלות משמעותיות בייצור כימי: לחנקן בבקבוקים יש יכולת מוגבלת; עבור קווי ייצור בכור פועלים באופן רציף, נדרשות החלפות צילינדרים תכופות, מה שלא רק מגדיל את עלויות העבודה, אלא גם מסתכן בהחדרת אוויר במהלך החלפת צילינדר, מה שגורם לתנודות בתהליך. בעוד חנקן נוזלי יכול לספק נפחים גדולים, הוא דורש מיכלי אחסון קריוגניים ייעודיים וגורר הפסדי אידוי (בדרך כלל 2%-5% מדי יום); עלויות התחבורה גם עולות בחדות עם המרחק, מה שהופך את העלות הכוללת לגבוהה עבור מפעלים כימיים קטנים ובינוניים- או מפעלים באזורים מרוחקים.
מסיבות אלו, ציוד כורים כימיים עם אמחולל חנקן PSAהפך לבחירה מעולה. אמחולל חנקן PSAמשתמש באוויר בלתי נדלה כחומר הגלם שלו, עם מסננת מולקולרית פחמן כסופח. בהתבסס על עקרון הספיחה בתנופת הלחץ (PSA), הוא מפריד בין חמצן לחנקן על ידי מינוף הספיגה הסלקטיבית של שני הגזים של המסננת המולקולרית. בהשוואה לשיטות יצירת חנקן מסורתיות, היתרונות שלו מותאמים מאוד לצרכי ייצור כימיים: יש לו זרימת תהליך פשוטה, שאינה דורשת ציוד טיפול מוקדם מורכב; מידת האוטומציה הגבוהה שלו מאפשרת לו להתחבר למערכת בקרת ה-DCS של הכור, תוך התאמה אוטומטית של תפוקת החנקן בהתבסס על נתונים כגון לחץ בכור ותכולת חמצן; יש לו קצב ייצור גז מהיר, המגיע לטוהר מדורג 15-30 דקות לאחר האתחול, מה שמאפשר תגובה מהירה לצרכי הפעלה זמניים של הכור; צריכת האנרגיה מתרכזת רק בשלב דחיסת האוויר, עם עלויות תפעול של כ-1/3 עד 1/2 מהחנקן בבקבוקים; הוא מצויד בגלאי טוהר חנקן מקוון כדי-לנטר בזמן אמת את איכות הגז, ולמנוע שיבושים בתהליך עקב טוהר לא מספיק; והוא קל לתפעול ולתחזוקה, רק מצריך החלפת מסננים סדירות ובדיקות מגדל ספיחה, התומך בפעולה ללא השגחה.
עבור מפעלים כימיים, אמחולל חנקן PSAהיא השקעה-חד פעמית המספקת אספקת גז יציבה-לטווח ארוך: היא מבטלת את הטרחה של טיפול בצילינדר ורכישת חנקן נוזלי, תוך מתן הגנה אינרטית באופן רציף ויציב לכורים, ומפחיתה משמעותית את עלות הייצור הכוללת בטווח הארוך.
בנוסף למחוללי חנקן PSA, אנו מייצרים גם מחוללי חמצן VPSA, מיכלי אחסון, מחליפי חום ומוצרים נוספים. אם אתה מעוניין ב-PSA Oxygen Systems או במוצרים אחרים, אל תהסס לשלוח דוא"ל אל global@gneesteels.com. נשמח מאוד לעמוד לשירותכם.