실험실 고순도 액체 질소 기계

실험실 고순도 액체 질소 기계의 작업 원리는 공기 분리 기술에 기초하지만, 과학 연구 수요에 맞추어 정확한 최적화를 진행하였고, 핵심은 고효율 질소 생산과 초고순도 두 가지 큰 목표를 중심으로 전개되었으며, 전체 과정은 공기 예처리, 저온 정류, 액체 질소 저장 세 가지 핵심 단계로 나눌 수 있다.

적합한 실험실의 핵심 원리: 효율과 순수의 균형

　　실험실 고순도 액체 질소 기계의 작업 원리는 공기 분리 기술에 기초하지만, 과학 연구 수요에 맞추어 정확한 최적화를 진행하였고, 핵심은 고효율 질소 생산과 초고순도 두 가지 큰 목표를 중심으로 전개되었으며, 전체 과정은 공기 예처리, 저온 정류, 액체 질소 저장 세 가지 핵심 단계로 나눌 수 있다.공기 사전 처리 단계에서, 설비는 먼저 초효과 여과망을 통해 공기 중의 분진 입자를 차단하고, 그 후 무유 공압기에 들어가 가압을 진행한다-무유 설계는 실험실 기종의 핵심 요구 중의 하나이며, 유무 오염을 피할 수 있고, 후속 실험 샘플이 교차 오염되는 것을 방지할 수 있다.가압된 공기는 냉동 건조기와 트윈타워 분자체 흡착 시스템을 차례로 거치는데, 전자는 공기 노점을 -40 ℃ 이하로 낮추어 대부분의 수분을 제거한다;후자는 이산화탄소, 메탄 등 미량의 불순물을 정확하게 흡착하여 정류시스템에 들어가는 공기의 순도가 99.99% 이상에 달하도록 확보한다.

　　실험실 고순도 액체 질소 기계깊이 정화된 공기는 진공 단열 냉장고에 들어갈 것이다.쿨박스 내부에서 공기와 환류하는 저온의 질소는 판날개식 환열기를 통해 열교환을 진행하는데 온도는 점차 -170 ℃ 좌우로 내려가 질소의 액화림계점에 접근한다.이어 미리 차가운 공기가 초소형 정류탑에 들어가 질소(비등점-195.8℃)와 산소(비등점-183℃)의 비등점 차이를 이용해 조별 분리를 실현한다.정류탑 안에서는 상승하는 기상과 하강하는 액상이 충분히 접촉하고, 산소는 비등점이 높기 때문에 더욱 쉽게 응축되어 액상에 들어가고, 질소는 탑 꼭대기에 풍부하게 모여 순도 높은 기상을 형성한다.이러한 순도 높은 질소 가스는 다시 절류 팽창 밸브의 강압 냉각을 거쳐 액화 조건에 도달하여 순도 ≥ 99.995% 의 액체 질소를 형성하여 설비 자체의 소형 두바 탱크에 직접 유입되어 저장된다.액화되지 않은 질소는 환류기체로서 열교환에 참여하여 에네르기회수를 실현하는데 전반 순환은 개량형 림드순환에 기초하여 에너지소모가 전통기종에 비해 30% 이상 낮아져 실험실의 에너지절약수요에 더욱 부합된다.

랩 전용 설계: 작은 공간에서의 큰 기능

구조설계는 과학연구장면의 특수성을 충분히 고려하여 치밀화, 지능화, 안전화를 핵심원칙으로 복잡한 시스템을 1 ㎡ 좌우의 부지면적에 집적하여 실험실 작업대 옆, 통풍장 옆 등 제한된 공간에 적합하다.그 핵심구성에는 5대 모듈, 각 모듈의 협동작업이 포함되여 과학연구실험의 다양한 수요를 만족시킨다.공기압축모듈은 대부분 정음나사식공압기를 채용하고 운행소음을 55dB (A) 이하로 제어하여 실험실환경을 교란하지 않도록 한다.정화모듈은 일반 부품 외에 일부 기종에는 공기 중의 세균, 바이러스 등 미생물을 걸러낼 수 있는 제균 필터를 증설해 생물안전실험실, 세포배양실험실 등 무균에 대한 요구가 높은 장면에 특히 적용했다.

냉동상자와 저장모듈의 설계는 마찬가지로 실험실의 수요에 부합하며, 냉동상자는 이중 진공 단열 구조를 채택하고, 외층은 고성능 보온재를 감싸며, 냉손률을 0.5%/일 이하로 제어하여 액체 질소 휘발을 효과적으로 감소시킨다;내장된 두와탱크의 용량은 보통 50~200리터로 실험실의 1~7일간의 련속적인 사용수요를 만족시킬수 있으며 탱크내에는 고정밀도 액위센서가 장착되여 실시간으로 액질소매장량을 감시할수 있다.제어시스템은 실험실 액체질소기의"두뇌"로서 PLC 지능제어시스템을 채용하고 7인치 터치스크린을 장착하여"원클릭가동","정시가동정지"등 편리한 조작을 지원하며 일반실험인원은 10분간의 훈련을 거쳐 숙달할수 있다.이와 동시에 시스템은 질소생산량, 순도, 운행시간 등 매개 변수를 자동적으로 기록할수 있으며 일부 기종은 실험실 LIMS시스템과 도킹을 지원하여 실험데터의 전반 과정을 소급할수 있고 과학연구데터관리규범을 만족시킬수 있다.