ENERGY ANALYSIS OF NITROGEN LIQUEFACTION PROCESSES

Abstract

The nitrogen is used in particle accelerators and colliders, synchrotrons, medical disciplines, the processing of metal, cooling of food and the chemical industry. The air consists of various components, and the three dominant components are nitrogen, oxygen and argon. The most important component of air is nitrogen. Therefore, decomposition and liquefaction of nitrogen has a big significance. Air separation methods are basically made by three different methods. One of these methods is cryogenic separation. In this study, the nitrogen liquefaction unit integrated in the air separation unit was investigated. In the thermodynamic calculations made, the COPactual and COPreversible values of the nitrogen liquefaction cycle are calculated.

Keywords

• Air separation,Cryogenic,Energy analysis

AZOT SIVILAŞTIRMA ÜNİTESİNİN ENERJİ ANALİZİ

Abstract

Parçacık hızlandırıcılarda ve çarpıştırıcılarda, elektron hızlandırıcılarda, tıp disiplininde, metallerin işlemede, gıdaların dondurulmasında ve kimya endüstrisinde sıvı azot kullanılmaktadır. Hava çeşitli bileşenlerden oluşur ve dominant olan üç bileşen ise; azot, oksijen ve argondur. Havanın en önemli bileşeni azottur. Bu sebepten dolayı azotun ayrıştırılması ve sıvılaştırılması büyük önemi vardır. Hava ayırma yöntemleri temel olarak üç farklı metotla yapılmaktadır. Bu yöntemlerden biri kriyojenik ayrıştırmadır. Bu çalışmada hava ayrıştırma ünitesine entegre edilmiş azot sıvılaştırma ünitesi incelenmiştir. Yapılan termodinamik hesaplamalarda azot sıvılaştırma çevriminin COPgerçek ve COPtersinir değerleri hesaplanmıştır. 

Keywords

• Azot sıvılaştırma,Kriyojeni,Enerji analizi

References

1. Manenti, F., Rossi, F., Croce, G., Grottoli, M. G., 2013. Intensifying Air Separation Units, Chemical Engineering Transactions, 35, 1249-1254.
2. Thomas, R. J., Ghosh, P., Chowdhury, K., 2011. Exergy Analysis of Helium Liquefaction Systems Based on Modified Claude Cycle with Two Expanders, Cryogenics, 51, 287-294.
3. Zhu, Y., Legg, S., Laird, C. D., 2010. Optimal Design of Cryogenic Air Separation Columns Under Uncertainty, Computers and Chemical Engineering, 34, 1377-1384.
4. Campestrini M., 2014. Thermodynamic study of solid-liquid-vapor equilibrium: application to cryogenizs and air separation unit, doktora tezi, 147.
5. Cornelissen, R.L., Hırs G.G., 1998. Exergy Analysis of Cryogenic Air Separation. Energy Conversion and Management, 39, 1821-1826.
6. van der Ham, L. V., Kjelstrup, S., 2010. Exergy Analysis of Two Cryogenic Air Separation Processes, Energy, 35, 4731-4739.
7. Rizk, J., Nemer, M., Clodic, D., 2012. A real column design exergy optimization of a crtogeniz air separation unit, Energy, 37, 417-429.
8. Dinçer, İ., Rose, M.R., 2007. Exergy: Energy, Environment and Sustainable Development, 454. Elsevier, Canada

9. Çengel, Y. A., Boles, M. A., 2011. Termodinamik; Mühendislik Yaklaşımıyla, 946, Güven Kitapevi, Türkiye.
10. Bejan, A., 2002. Fundamentals of Exergy Analysis Entropy Generation Minimization and The Generation Architecture. International Journal of Energy Research. 26, 545-565.
11. Kabul A., 2008. Alternatif Soğutucu Akışkan Kullanılan Bir Soğutma Sisteminde Termodinamik ve Isı Transferinin Teorik ve Deneysel Olarak İncelenmesi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 118s, Isparta.