اخبار محصول

مولد گاز نیتروژن چگونه کار می کند? – PSA در مقابل غشاء در مقابل برودتی

اصل کار ژنراتور نیتروژن در انواع متفاوت است. و سه نوع اصلی از سیستم های نسل n2 وجود دارد. اولین مولد نیتروژن PSA است. از اصل جذب نوسان فشار استفاده می کند. این رایج ترین نوع است. دومی مولد نیتروژن غشایی است. از اصل نفوذ غشاء مولکولی استفاده می کند. سومین مولد نیتروژن برودتی است. این اصل خنک کننده و جداسازی برودتی را اتخاذ می کند. می تواند نیتروژن با خلوص ≧99.999٪ تولید کند..

این سه نوع ژنراتور n2 چگونه کار می کنند? مزایا و معایب هر کدام از آنها چیست? در ادامه به ترتیب به معرفی اصل کار آنها می پردازیم. ما همچنین این سه نوع سیستم تولید نیتروژن را با هم مقایسه خواهیم کرد.

 

psa n2 generator system

 

اصل کار ژنراتور نیتروژن PSA

از حالت جذب برج دوقلو استفاده می کند. و جاذب غربال مولکولی کربن است. PLC شیر پنوماتیک را برای عملکرد خودکار کنترل می کند. برج های A و B برای جذب و بازسازی متناوب هستند. جداسازی N2 و O2 را کامل کنید. در نهایت گاز نیتروژن با خلوص بالا را دریافت کنید.

 

carbon molecular sieve of industrial nitrogen generator

 

(1) ژنراتور گاز PSA n2 چگونه کار می کند؟?

غربال های مولکولی کربن می توانند اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا را جذب کنند. اما سرعت جذب آنها یکسان نیست. قطر O2 کوچکتر از قطر N2 است. از این رو, اکسیژن صدها برابر سریعتر از نیتروژن منتشر می شود. غربال های مولکولی O2 را سریعتر جذب می کنند. جذب به بیش از 90% در حدود 1 دقیقه. در این زمان, مقدار جذب نیتروژن فقط در حدود است 5%. بنابراین بیشتر جذب O2 است. بیشتر بقیه گاز N2 است.

افزایش فشار جذب می تواند ظرفیت جذب O2 و N2 را به طور همزمان افزایش دهد. بعلاوه, نرخ افزایش جذب O2 بیشتر است. چرخه جذب نوسان فشار کوتاه است. مقدار جذب O2 و N2 با تعادل فاصله زیادی دارد (حداکثر مقدار). علاوه بر این, تفاوت در نرخ انتشار O2 و N2 وجود دارد. از این رو, این باعث می شود که مقدار جذب O2 در مدت زمان کوتاهی بسیار بیشتر از N2 باشد.
غربال های مولکولی کربن خاصیت جذب انتخابی دارند. تولید نیتروژن جذب نوسان فشار دقیقاً از این ویژگی استفاده می کند. دوره چرخه جذب فشار و دفع فشار را اتخاذ می کند. هوای فشرده به طور متناوب وارد برج های جذب می شود. می تواند جداسازی هوا را درک کند. در نتیجه به طور مداوم نیتروژن با خلوص بالا تولید می شود.
psa nitrogen plant working principle

(2) فرآیند کار سیستم N2 PSA

① یکسان سازی فشار متوسط

بعد از 50 عملیات ثانیه ای برج جذب A, غربال مولکولی کربن تمایل به اشباع دارد. سپس وارد می شود 2 ثانیه مرحله یکسان سازی فشار نابرابر (سوپاپ V3, V4، V8 بسته هستند). نیتروژن نیمه تمام فشار بالا در برج جذب A وجود دارد. این گاز n2 از طریق شیر V7 و V10 وارد برج جذب B می شود. این دو برج را با فشار یکسان می سازد. پس از یکسان کردن فشار, دریچه ها همه بسته هستند.

② یک برج جذب را انجام می دهد, برج B نه

شیر ورودی و خروجی V1 باز می شود. (شیر V1 و V2, سوپاپ V6 و V7 هنگام کار فقط یکی باز می شود. یا همزمان بسته می شوند). هوای فشرده از طریق خط لوله وارد برج جذب A می شود و پیش جذب را آغاز می کند.. فرآیند تولید گاز نیتروژن آغاز می شود. دریچه V6 باز می شود تا نیتروژن تمام شده را به مخزن ذخیره کند.

③ جذب در برج B, دفع در برج A

سوپاپ V2, V3 باز است. سپس هوای فشرده وارد برج جذب B می شود. کار جذب شروع می شود. علاوه بر این, سوپاپ V7, V9 با کمی تاخیر باز می شود. گاز نیتروژن را به مخزن ذخیره کنید. همزمان, شیر V5 باز می شود. گاز خروجی اگزوز از برج A به اتمسفر. به این معنا که, از بالای برج از نیتروژن برای پس زدن گاز ولگرد استفاده کنید. این فرآیند تا پایان جذب برج B ادامه خواهد داشت. تمام شیرها برای ورود به حالت یکسان سازی فشار بسته هستند.

بنابراین در بالا اصل کار مولد گاز نیتروژن است.

 

V1 ●
V2 ●
V3 ● ● ●
V4 ● ● ●
V5 ● ● ● ●
V6 ● ● ● ●
V7 ●
V8 ●
V9 ● ●
V10 ● ●
زمان 1 دومین 1~ 51 ثانیه 52 دومین 53 دومین 53~ 103 ثانیه 104 دومین
وضعیت برج A جذب, بازسازی برج B برج B جذب, بازسازی برج A

توجه داشته باشید: ● به این معنی است که دریچه باز می شود.

 

اصل کار ژنراتور گاز نیتروژن غشایی

میزان نفوذ گازهای مختلف بر روی غشاهای پلیمری متفاوت است. ژنراتور غشایی n2 از این خاصیت برای انجام جداسازی گاز بهره می برد. جداسازی توسط اختلاف فشار جزئی بین دو طرف غشا انجام می شود. از این رو, تکنولوژی غشاء نیازی به بازسازی ندارد. عملیات و نگهداری نیز ساده است.

 

membrane nitrogen generator working principle

 

مولد نیتروژن غشایی چگونه کار می کند؟?

صدها فیبر توخالی در ژنراتور n2 وجود دارد. هر فیبر کمتر از 1 میلی متر در قطر. آنها به نازکی موی انسان هستند. هوای فشرده از یک سر بسته فیبر وارد می شود. مولکول های گاز ابتدا روی سطح جانبی پرفشار غشا جذب می شوند. سپس حل می شوند, منتشر می شود و فرار می کند. هر گاز میزان نفوذ متفاوتی دارد. مثلا, میزان نفوذ اکسیژن, دی اکسید کربن, بخار آب سریع است. ما آنها را صدا می کنیم “گازهای سریع”. آنها از دیواره فیبر داخلی پرفشار به سمت بیرونی با فشار پایین نفوذ می کنند. سرانجام, آنها از دهانه یک طرف ماژول غشا تخلیه می شوند.
میزان نفوذ نیتروژن کمتر است. ما آن را صدا می زنیم “گاز کند”. نیتروژن در داخل فشار بالا غنی می شود. از انتهای دیگر ماژول غشا تخلیه می شود. بنابراین به جداسازی اکسیژن و نیتروژن دست می یابد.
Principle Diagram of Membrane Separation

 

اصل کار مولد نیتروژن برودتی

تولید نیتروژن جداسازی هوای برودتی از هوا به عنوان ماده خام استفاده می کند. پس از فشرده سازی و خالص سازی, با تبادل حرارت هوا را مایع کنید. هوای مایع عمدتاً مخلوطی از اکسیژن مایع و نیتروژن مایع است. نقطه جوش متفاوتی دارند. به این معنا که, O2 -297.3 درجه سانتیگراد است. و N2 -320.3 درجه سانتیگراد است. سرانجام, نیتروژن را با جداسازی آنها از طریق یکسوسازی بدست آورید.

 

Cryogenic Nitrogen Generation Working Process

 

ژنراتور کرایوژنیک n2 چگونه کار می کند؟?

کل فرآیند شامل فشرده سازی و تصفیه هوا است, جداسازی هوا, و تبخیر نیتروژن مایع.

(1) فشرده سازی و تصفیه هوا

اولا, هوا از فیلتر هوا عبور می کند تا گرد و غبار و ناخالصی ها را از بین ببرد. سپس وارد کمپرسور هوا شوید. تا فشار دلخواه فشرده کنید. پس از آن, وارد کولر هوا شوید. دمای هوا را پایین بیاورید. سرانجام, وارد دستگاه تصفیه هوا خشک کن. رطوبت را از بین ببرید, دی اکسید کربن و سایر هیدروکربن ها از هوا.

(2) جداسازی هوا

هوای تصفیه شده وارد مبدل حرارتی اصلی در برج جداسازی هوا می شود. آنها توسط گاز رفلاکس تا دمای اشباع سرد می شوند (نیتروژن محصول, گاز زباله). سپس هوا به پایین برج تقطیر فرستاده می شود. نیتروژن را در بالای برج بدست آورید. هوای مایع به اواپراتور فرستاده می شود تا پس از دریچه گاز تبخیر شود. همزمان, بخشی از نیتروژن ارسالی از برج اصلاح متراکم می شود. بخشی از نیتروژن مایع تغلیظ شده به عنوان مایع برگشتی برج یکسوسازی عمل می کند. قسمت دیگر به عنوان محصول نیتروژن مایع از برج جداسازی هوا خارج می شود.

(3) تبخیر نیتروژن مایع

نیتروژن مایع حاصل از برج جداسازی هوا در مخزن ذخیره می شود. سپس این نیتروژن مایع در مخزن ذخیره وارد بخارساز می شود تا گرم شود. سرانجام, آنها وارد خط لوله نیتروژن محصول می شوند. تولید نیتروژن برودتی می تواند نیتروژن با خلوص ≧99.999٪ تولید کند..

بنابراین، اصل کار مولد نیتروژن برودتی است.

 

PSA در مقابل مولد نیتروژن غشایی

(1) اصل کار متفاوت است

اولی اصل جذب نوسان فشار را اتخاذ می کند. ماده اصلی جاذب است (غربال مولکولی کربن). CMS سرعت جذب متفاوتی برای اکسیژن و نیتروژن دارد. اما دومی O2 و N2 را با اصول کار متفاوت جدا می کند. ماده اصلی غشای پلیمری است. گاز اکسیژن و نیتروژن سرعت نفوذ متفاوتی در غشا دارد. برای اطلاعات بیشتر, لطفاً اصل کار بالا سه ژنراتور نیتروژن را بررسی کنید.

(2) خلوص نیتروژن متفاوت است

به طور کلی, خلوص ژنراتور PSA n2 بالاتر است. حداکثر خلوص آن می تواند باشد 99.999%. البته, همچنین می تواند گاز n2 با خلوص پایین تولید کند, مانند 98% و 99%. اما مولد نیتروژن غشایی خلوص کمتری دارد. معمولا گاز n2 با خلوص تا 99.9%.

(3) کاربرد متفاوت است

سیستم PSA n2 کاربرد گسترده ای در زمینه صنعتی دارد. علاوه بر این, می تواند گاز نیتروژن با طیف خلوص گسترده تر تولید کند. بنابراین بیشتر صنایع از فناوری تولید نیتروژن PSA استفاده می کنند. و ژنراتور غشایی n2 نیز مزایای زیادی دارد. اولا, سر و صدا وجود ندارد. اما اولی نویز دارد (کمتر از 70 دسی بل). دوما, ژنراتور غشایی n2 اندازه و وزن کمی دارد. ثالثا, برق را مصرف نخواهد کرد. بنابراین کاربرد وسیعی در آزمایشگاه دارد, پزشکی و دندانپزشکی. بعلاوه, ما می توانیم مستقیماً از آن برای موارد ضد انفجار استفاده کنیم.

(4) هزینه عملیات متفاوت است

ژنراتور نیتروژن PSA برق و مقداری گاز بازسازی را مصرف می کند. و باید الک مولکولی کربن را هر 4 تا 5 روز عوض کند. بنابراین هزینه عملیاتی آن نسبتاً بالا است. اما مولد نیتروژن غشایی برق و گاز احیا را مصرف نخواهد کرد. و طول عمر غشای پلیمری تا 6 تا 10 روز است. از این رو, هزینه عملیات آن کمتر از سیستم PSA n2 است.

 

PSA در مقابل مولد نیتروژن برودتی

(1) اصول کار آنها متفاوت است

اصل اول تولید نیتروژن جذب نوسان فشار است. اما اصل دوم متفاوت است. نیتروژن و اکسیژن نقطه جوش متفاوتی دارند. بنابراین N2 و O2 را با این خاصیت جدا می کند. کل فرآیند کار در دمای برودتی انجام می شود. برای اطلاعات بیشتر, لطفاً به اصل کار بالا ژنراتور نیتروژن مراجعه کنید.

(2) روند کار متفاوت است

فرآیند تولید نیتروژن جذب نوسان فشار نسبتاً ساده است. تعداد تجهیزات سیستم کمتر است. تجهیزات اصلی شامل کمپرسور هوا می باشد, خشک کن هوا, ژنراتور n2 و مخزن ذخیره گاز, و غیره.

فرآیند تولید نیتروژن برودتی پیچیده تر است. تعداد تجهیزات سیستم بیشتر است. تجهیزات اصلی شامل کمپرسورهای هوا است, کولرهای هوا, خشک کن های تصفیه هوا, مبدل حرارتی, گسترش دهنده, برج های تقطیر, بخارسازها, و غیره.

(3) خلوص متفاوت است

N2 psa می تواند حداکثر خلوص را تولید کند 99.999% گاز. اما ژنراتور برودتی n2 می تواند گاز با بیش از 99.999% خلوص. علاوه بر این, دومی نه تنها می تواند گاز n2 تولید کند, بلکه نیتروژن مایع تولید می کند.

(4) هزینه های آنها متفاوت است

به طور مشخص, هزینه تهیه دومی بسیار بالاتر است. علاوه بر این, نصب و نگهداری نسبتاً مسئول هستند. هزینه های نگهداری نیز نسبتاً بالاتر است.
علاوه بر این, مصرف برق در واحد تولید نیتروژن نیز متفاوت است. برای تولید نیتروژن با خلوص بالا (خلوص بالا 99.9%), مصرف برق این دو تفاوت چندانی ندارد. اما برای تولید نیتروژن با خلوص کمتر, اولی آشکار است.
موارد فوق مقایسه ای از سه نوع ژنراتور n2 است. برای انتخاب نوع باید نیازهای خاص را پیگیری کنیم. برای اطلاعات بیشتر در مورد اصل کار ژنراتور نیتروژن, خوش آمدید با ما تماس بگیرید.