A nitrogéngenerátorok alapelvei és jellemzői

A nitrogén generátoregy olyan berendezés, amely levegőt használ nyersanyagként, és fizikai módszerekkel választja el az oxigént és a nitrogént nitrogéngáz előállítására. A különböző elválasztási módszerek szerint az ipari nitrogéngenerátorok három típusba sorolhatók: kriogén levegőszeparáció, molekuláris szitás levegőszeparáció (PSA) és membránlevegő-leválasztás.

A nitrogéngenerátor tervezése és gyártása Pressure Swing Adsorption (PSA) technológia alapján történt. Adszorbensként kiváló minőségű importált szénmolekuláris szitát (CMS) használ, és a nyomásingadozás elvét alkalmazza normál hőmérsékleten, hogy elválasztja a nitrogént a levegő oxigénétől, így nagy tisztaságú nitrogént állít elő. Általában két adszorpciós torony van párhuzamosan csatlakoztatva. Az importált PLC rendszer által vezérelt pneumatikus szelepek automatikusan működnek, hogy felváltva végezzenek nyomás alatti adszorpciót és nyomáscsökkentési regenerációt, befejezve az oxigén-nitrogén elválasztást és a szükséges tisztaságú nitrogént.

A nitrogéngenerátor működési elve

PSA nyomásingadozású adszorpciós nitrogéntermelési elv

A szén molekuláris szita a levegőben lévő oxigént és nitrogént egyaránt képes adszorbeálni. Adszorpciós képessége a nyomás növekedésével növekszik. Ugyanazon nyomáson nincs nyilvánvaló különbség az oxigén és a nitrogén egyensúlyi adszorpciós képessége között. Ezért csak nyomásváltozással nehéz hatékony oxigén-nitrogén elválasztást elérni.

Az adszorpciós sebesség különbségét figyelembe véve az oxigén és a nitrogén adszorpciós jellemzői hatékonyan megkülönböztethetők. Az oxigén molekulaátmérője kisebb, mint a nitrogéné, így diffúziós sebessége több százszor gyorsabb, mint a nitrogéné. Ezért a szén molekuláris szita sokkal gyorsabban adszorbeálja az oxigént. Körülbelül egyperces adszorpció után az oxigén több mint 90%-a adszorbeálható, míg a nitrogén adszorpciós mennyisége csak körülbelül 5%.

Ebben a szakaszban az adszorbeált gáz főként oxigén, míg a maradék gáz főként nitrogén. Az adszorpciós idő egy percen belüli szabályozásával az oxigén és a nitrogén kezdetben szétválasztható. Más szóval, az adszorpció és a deszorpció nyomáskülönbségek révén valósul meg: az adszorpció a nyomás növekedésével, a deszorpció pedig a nyomás csökkenésével történik.

Az oxigén és a nitrogén szétválása a két gáz adszorpciós sebességének különbségétől függ. Az adszorpciós idő szabályozásával az oxigén kellően adszorbeálható, miközben a nitrogénnek nincs elegendő ideje az adszorpcióhoz, majd az adszorpciós folyamat leáll a hatékony nitrogéntermelés elérése érdekében.

A kriogén levegőleválasztás nitrogéntermelési elve

A kriogén nitrogéntermelés nemcsak nitrogéngázt, hanem folyékony nitrogént is képes előállítani, megfelelve az eljárás követelményeinek, ahol folyékony nitrogénre van szükség. A folyékony nitrogén folyékony nitrogén tároló tartályban tárolható. Ha a nitrogénellátás megszakad, vagy a levegőleválasztó egység karbantartást igényel, a tárolt folyékony nitrogén belép a párologtatóba, felmelegszik, majd a nitrogéncsőbe kerül, hogy megfeleljen a technológiai berendezés nitrogénszükségletének.

A kriogén nitrogéntermelés működési ciklusa (két fő melegítési művelet közötti intervallum) általában több mint egy év. Ezért a kriogén nitrogéntermelő rendszereknél általában nem veszik számításba a tartalék berendezéseket. A PSA nitrogéngenerátorok azonban csak tartalék tárolási képesség nélkül képesek nitrogéngázt előállítani, és egyetlen egység nem garantálja a folyamatos, hosszú távú működést.

A membránlevegő-leválasztás nitrogéntermelési elve

Miután a levegő kompresszorral összenyomták és szűrték, a levegő egy nagy polimertartalmú membránleválasztóba kerül. A membránban lévő különböző gázok oldhatóságának és diffúziós együtthatóinak különbségei miatt a különböző gázok különböző permeációs sebességgel rendelkeznek.

E jellemző alapján a gázokat "gyors gázokra" és "lassú gázokra" lehet osztani.

A membrán két oldala közötti nyomáskülönbség alatt a gyorsabb áteresztőképességű gázok, mint a vízgőz, hidrogén, hélium, hidrogén-szulfid és szén-dioxid, áthaladnak a membránon, és a permeátum oldalon feldúsulnak.

Eközben a lassabb áteresztőképességű gázok, mint a metán, nitrogén, szén-monoxid és argon, a betáplálási oldalon megmaradnak és feldúsulnak, ezáltal a kevert gázok szétválását érik el.

A nitrogéngenerátor berendezés jellemzői

Kényelmes és gyors

A fejlett technológiának és az egyedülálló légáramlás-elosztó rendszernek köszönhetően a gázáramlás egyenletesebb elosztása, ami lehetővé teszi a szénmolekula szita hatékony felhasználását. A minősített nitrogén körülbelül 20 percen belül állítható elő.

Könnyű kezelés

A berendezés kompakt szerkezettel és integrált, csúszótalpakra szerelt kialakítással rendelkezik, így kevesebb telepítési helyet és polgári építési beruházást nem igényel. Alacsony kezdeti beruházás mellett a felhasználóknak csak a helyszínen kell csatlakoztatniuk a tápegységet a nitrogéntermelés megkezdéséhez.

Gazdaságos működés

A PSA technológia egy egyszerű és hatékony nitrogéntermelési módszer, amely levegőt használ nyersanyagként. Energiafogyasztása főként a légkompresszor által fogyasztott villamos energiából származik. Alacsony működési költségek, alacsony energiafogyasztás és nagy hatékonyság jellemzi.