Что такое продувка азотом? как это работает и какое оборудование требуется?

Применение азота в промышленности

Азот имеет множество применений, и в зависимости от отрасли его можно использовать для самых разнообразных задач. Этот бесцветный газ без запаха составляет около 78 процентов нашей атмосферы.

Это основное что известно обывателю, но азот промышленного производства имеет очень важное значение и применяется во многих производственных процессах.

Продувка азотом

От пивоваренной промышленности до нефтехимической отрасли для создания более производительной и безопасной среды применяют системы продувки азотом.

Что такое продувка азотом?

Этот стандартный в промышленности метод, используемый для проведения регулярной очистки систем и заключающийся в вытеснении любой нежелательной или опасной атмосферы средой инертного газа. Если вы работаете в отрасли, где возможно загрязнение опасными газами, то продувка азотом является обязательной.

Почему для продувки используется азот?

Азот сухой и негорючий, а вытеснение азотом горючих газов предотвратит образование нестабильной и потенциально воспламеняющейся атмосферы. Проще говоря, использование азота в оборудовании нефтегазовой промышленности эффективно вытесняет влагу и кислород и создает более стабильную среду.

Разница между продувкой азотом и инертацией

Продувочный газ инертен. По определению, он негорюч, или, точнее, не активен. Наиболее распространенными продувочными газами являются азот и углекислый газ. Другие инертные газы — аргон или гелий.

Азот и углекислый газ не всегда подходят для продувки, поскольку эти газы могут вступать в химическую реакцию с мелкодисперсной пылью некоторых легких металлов.

Применение системы продувки азотом

Удаление паров углеводородов предотвращает возможность образования легковоспламеняющейся атмосферы при подготовке к техническому обслуживанию оборудования.

Для чего требуется продувка азотом?

Например, химическая промышленность, такая как заводы по производству ацетилена, нефтегазовые заводы, требует регулярной продувки азотом. Основные преимущества, которые дает продувка азотом:

• Удаление вредных газов и пыли из системы
• Создание безопасной и стабильной рабочей среды
• Предотвращение образования воспламеняющихся смесей
• Повышение производительности и снижение рисков

Области применения системы продувки азотом

Во многих промышленных процессах используется продувка азотом для удаления влаги или насыщенного кислородом воздуха. Основными областями промышленного применения процесса продувки азотом являются:

• Нефтегазовая промышленность
• Химическая промышленность
• Производство пищевых продуктов
• Медицинская отрасль
• Энергетический сектор

Различные типы систем продувки азотом

Существует несколько типов систем продувки азотом в зависимости от особенностей производственного процесса и потребностей предприятия. Некоторые из них включают:

1. Продувка трубопроводов
2. Продувка реакторов
3. Продувка резервуаров
4. Продувка баллонов жидкостей

Функции и преимущества каждого типа системы продувки азотом могут различаться в зависимости от конкретной отрасли и процесса производства.

Продувка азотом: методы и оборудование

Когда дело доходит до продувки азотом, используются различные системы и методы, и все они требуют различного оборудования. Легко адаптируемый метод продувки азотом будет зависеть от используемого оборудования (т.е. формы и типа), а также расположения входных и выходных отверстий для продувки.

Продувка вытеснением (эффект поршня)

При этом способе инертный газ впрыскивается в открытый резервуар для удаления опасных или ядовитых газов. Поддерживается медленный поток (скорость < 10 м/с).

Процедура продувки вытесняющим азотом в основном используется для получения высоких соотношений H/D (высота/диаметр). Идеально, инертный газ должен быть плотнее вытесненного газа. Газ транспортируется в автоцистернах, жидкий азот испаряется в испарителе, а газообразный азот впрыскивается в емкость. Азот выталкивает атмосферу из сосуда через выпускной клапан. Обычно необходимое количество азота составляет примерно 1,2 раза емкость емкости.

Продувка разбавлением

Продувка с разбавлением включает введение инертного газа для снижения концентрации опасного газа.

Процедура продувки разбавляющим азотом используется, когда соотношение H/D в оборудовании небольшое. Необходимое количество азота примерно в 3,5 раза превышает вместимость емкости. Газообразный азот испаряется и впрыскивается в устройство при открытом выпускном клапане, после чего выбрасывается в атмосферу или подвергается переработке.

Для этого процесса можно использовать следующее уравнение:

Необходимый объем инертного газа: VN = i · VB

где:
i — изменение объема
Ca — начальная концентрация
Ce — конечная концентрация
VN — объем инертного газа
VB — объем сосуда / емкости / резервуара

Продувка переменным давлением

При продувке давлением в закрытое устройство подается инертный газ. Концентрация опасных веществ снижается при выходе газа. Процесс продолжается до достижения желаемой концентрации вредных газов в устройстве. Данный метод используется, например, когда впускной и выпускной патрубки расположены близко друг к другу и устройство имеет высокое давление.

Остаточную концентрацию опасных веществ можно рассчитать по формуле:
CSR=(P1/P2)n * (CSG-CSI) +CSI

где:
CSR — остаточная концентрация опасных веществ
CSG — концентрация опасных веществ в смесях

Все эти методы имеют свои особенности и применяются в различных условиях в зависимости от требований процесса.

КСИ – концентрация опасных веществ в инертном газе