Berita Produk

Bagaimana penjana gas nitrogen berfungsi? – PSA vs membran vs kriogenik

Prinsip kerja penjana nitrogen berbeza dalam jenis. Dan terdapat tiga jenis utama sistem penjanaan n2. Yang pertama ialah penjana nitrogen PSA. Ia menggunakan prinsip penjerapan ayunan tekanan. Ini adalah jenis yang paling biasa. Yang kedua ialah penjana nitrogen membran. Ia menggunakan prinsip penembusan membran molekul. Yang ketiga ialah penjana nitrogen kriogenik. Ia mengamalkan prinsip penyejukan dan pemisahan kriogenik. Ia boleh menghasilkan nitrogen dengan ketulenan ≧99.999%.

Bagaimanakah ketiga-tiga jenis penjana n2 ini berfungsi? Apakah kelebihan dan kekurangan masing-masing? Seterusnya kami akan memperkenalkan prinsip kerja mereka masing-masing. Kami juga akan membandingkan ketiga-tiga jenis sistem penjanaan nitrogen ini.

 

psa n2 generator system

 

Prinsip kerja penjana nitrogen PSA

Ia menggunakan mod penjerapan menara berkembar. Dan penjerap ialah penapis molekul karbon. PLC mengawal injap pneumatik untuk operasi automatik. Menara A dan B berselang seli untuk penjerapan dan penjanaan semula. Lengkapkan pemisahan N2 dan O2. Akhirnya dapatkan gas nitrogen ketulenan tinggi.

 

carbon molecular sieve of industrial nitrogen generator

 

(1) Bagaimanakah penjana gas PSA n2 berfungsi?

Ayak molekul karbon boleh menyerap oksigen dan nitrogen di udara. Tetapi kelajuan penjerapan mereka tidak sama. Diameter O2 lebih kecil daripada diameter N2. Oleh itu, oksigen meresap ratusan kali lebih cepat daripada nitrogen. Ayak molekul menyerap O2 lebih cepat. Penjerapan mencapai lebih daripada 90% dalam kira-kira 1 minit. Pada masa ini, jumlah penjerapan nitrogen hanya kira-kira 5%. Jadi kebanyakan penjerapan adalah O2. Kebanyakan selebihnya adalah gas N2.

Peningkatan tekanan penjerapan boleh meningkatkan kapasiti penjerapan O2 dan N2 pada masa yang sama. Selain itu, kadar peningkatan penjerapan O2 adalah lebih besar. Kitaran penjerapan ayunan tekanan adalah pendek. Jumlah penjerapan O2 dan N2 adalah jauh dari keseimbangan (nilai maksimum). Sebagai tambahan, terdapat perbezaan dalam kadar resapan O2 dan N2. Oleh itu, ini menjadikan jumlah penjerapan O2 jauh melebihi N2 dalam tempoh yang singkat.
Ayak molekul karbon mempunyai sifat penjerapan terpilih. Penjanaan nitrogen penjerapan ayunan tekanan betul-betul menggunakan ciri ini. Ia mengguna pakai tempoh kitaran penjerapan tekanan dan nyahjerapan penyahmampatan. Udara termampat secara bergilir-gilir memasuki menara penjerapan. Ia boleh merealisasikan pemisahan udara. Dengan itu secara berterusan menghasilkan nitrogen ketulenan tinggi.
psa nitrogen plant working principle

(2) Proses kerja sistem N2 psa

① Penyamaan tekanan pertengahan

Selepas 50 operasi saat menara penjerapan A, penapis molekul karbon cenderung tepu. Kemudian ia masuk ke dalam 2 peringkat penyamaan tekanan tidak sama saat (injap V3, V4,V8 ditutup). Terdapat nitrogen separuh siap tekanan tinggi dalam menara penjerapan A. Gas n2 ini memasuki menara penjerapan B melalui injap V7 dan V10. Ia menjadikan dua menara pada tekanan yang sama. Selepas menyamakan tekanan, injap semua ditutup.

② Sebuah menara menjalankan penjerapan, Menara B tidak

Injap masuk dan keluar V1 terbuka. (Injap V1 dan V2, injap V6 dan V7 hanya membuka satu apabila beroperasi. atau mereka ditutup pada masa yang sama). Udara termampat memasuki menara penjerapan A melalui saluran paip dan memulakan pra-penjerapan. Proses pengeluaran gas nitrogen bermula. Injap V6 terbuka untuk menghantar nitrogen siap ke dalam tangki simpanan.

③ Penjerapan dalam menara B, desorpsi dalam menara A

Injap V2, V3 terbuka. Kemudian udara termampat memasuki menara penjerapan B. Kerja penjerapan bermula. Sebagai tambahan, injap V7, V9 dibuka dengan sedikit kelewatan. Suapkan gas nitrogen ke dalam tangki simpanan. Pada masa yang sama, injap V5 terbuka. Gas gelandangan ekzos dari menara A ke atmosfera. Itu dia, gunakan bahagian atas nitrogen surih menara untuk meniup balik gas gelandangan. Proses ini akan berlangsung sehingga penjerapan menara B selesai. Semua injap ditutup untuk memasuki keadaan penyamaan tekanan.

Jadi di atas adalah prinsip kerja penjana gas nitrogen.

 

V1 ●
V2 ●
V3 ● ● ●
V4 ● ● ●
V5 ● ● ● ●
V6 ● ● ● ●
V7 ●
V8 ●
V9 ● ●
V10 ● ●
Masa 1 Kedua 1~51 Saat 52 Kedua 53 Kedua 53~103 Saat 104 Kedua
Status Menara A Penjerapan, Penjanaan Semula Menara B Penjerapan Menara B, Penjanaan Semula Menara A

Catatan: ● bermakna injap terbuka.

 

Prinsip kerja penjana gas nitrogen membran

Kadar resapan gas yang berbeza pada membran polimer berbeza-beza. Penjana membran n2 memanfaatkan sifat ini untuk melakukan pengasingan gas. Pemisahan didorong oleh perbezaan tekanan separa antara kedua-dua belah membran. Oleh itu, teknologi membran tidak memerlukan penjanaan semula. Operasi dan penyelenggaraan juga mudah.

 

membrane nitrogen generator working principle

 

Bagaimana penjana nitrogen membran berfungsi?

Terdapat beratus-ratus gentian berongga dalam penjana n2. Setiap serat adalah kurang daripada 1 diameter mm. Mereka nipis seperti rambut manusia. Udara termampat masuk dari satu hujung berkas gentian. Molekul gas mula-mula terserap pada permukaan sisi tekanan tinggi membran. Kemudian mereka larut, meresap dan melarikan diri. Setiap gas mempunyai kadar resapan yang berbeza. Sebagai contoh, kadar resapan oksigen, karbon dioksida, wap air adalah pantas. Kami memanggil mereka “gas cepat”. Ia menembusi dari dinding gentian dalaman bertekanan tinggi ke bahagian luar bertekanan rendah. Akhirnya, ia dilepaskan dari pembukaan pada satu sisi modul membran.
Kadar resapan nitrogen lebih kecil. Kami memanggilnya “gas perlahan”. Nitrogen diperkaya di dalam tekanan tinggi. Ia dilepaskan dari hujung modul membran yang lain. Jadi ia mencapai pemisahan oksigen dan nitrogen.
Principle Diagram of Membrane Separation

 

Prinsip kerja penjana nitrogen kriogenik

Pemisahan udara kriogenik Penjanaan nitrogen menggunakan udara sebagai bahan mentah. Selepas pemampatan dan penulenan, mencairkan udara melalui pertukaran haba. Udara cecair terutamanya campuran oksigen cecair dan nitrogen cecair. Mereka mempunyai takat didih yang berbeza. Itu dia, O2 ialah -297.3°C. Dan N2 ialah -320.3°C. Akhirnya, dapatkan nitrogen dengan mengasingkannya dengan pembetulan.

 

Cryogenic Nitrogen Generation Working Process

 

Bagaimana penjana n2 kriogenik berfungsi?

Keseluruhan proses terdiri daripada pemampatan dan penulenan udara, pemisahan udara, dan pengewapan nitrogen cecair.

(1) Pemampatan Udara dan Pembersihan

Pertama sekali, udara melalui penapis udara untuk menghilangkan habuk dan kekotoran. Kemudian masukkan ke dalam pemampat udara. Mampatkan kepada tekanan yang dikehendaki. Selepas itu, masuk ke dalam penyejuk udara. Turunkan suhu udara. Akhirnya, masukkan penulen pengering udara. Keluarkan kelembapan, karbon dioksida dan hidrokarbon lain daripada udara.

(2) Pemisahan udara

Udara yang disucikan memasuki penukar haba utama di menara pemisah udara. Mereka disejukkan kepada suhu tepu oleh gas refluks (nitrogen produk, sisa gas). Kemudian udara dihantar ke bahagian bawah menara penyulingan. Di sana dapatkan nitrogen di bahagian atas menara. Udara cecair dihantar ke penyejat untuk menyejat selepas pendikit. Pada masa yang sama, sebahagian daripada nitrogen yang dihantar dari menara pembetulan terpeluwap. Sebahagian daripada nitrogen cecair pekat bertindak sebagai cecair refluks menara pembetulan. Bahagian lain keluar dari menara pemisah udara sebagai produk nitrogen cecair.

(3) Pengewapan nitrogen cecair

Nitrogen cecair dari menara pemisah udara disimpan di dalam tangki. Kemudian nitrogen cecair dalam tangki simpanan ini memasuki pengewap untuk dipanaskan. Akhirnya, mereka memasuki saluran paip nitrogen produk. Penjanaan nitrogen kriogenik boleh menghasilkan nitrogen dengan ketulenan ≧99.999%.

Jadi di atas adalah prinsip kerja penjana nitrogen kriogenik.

 

PSA vs penjana nitrogen membran

(1) Prinsip kerja adalah berbeza

Yang pertama mengamalkan prinsip penjerapan ayunan tekanan. Bahan utama ialah penjerap (penapis molekul karbon). CMS mempunyai kelajuan penjerapan yang berbeza untuk oksigen dan nitrogen. Tetapi yang terakhir memisahkan O2 dan N2 dengan prinsip kerja yang berbeza. Bahan utama adalah membran polimer. Oksigen dan gas nitrogen mempunyai kelajuan penembusan yang berbeza dalam membran. Untuk maklumat lanjut, sila semak prinsip kerja tiga penjana nitrogen di atas.

(2) Ketulenan nitrogen adalah berbeza

Secara umum, ketulenan penjana PSA n2 lebih tinggi. Ketulenan maksimumnya boleh 99.999%. Sudah tentu, ia juga boleh menghasilkan gas n2 ketulenan rendah, seperti 98% dan 99%. Tetapi penjana nitrogen membran mempunyai ketulenan yang lebih rendah. Ia biasanya menghasilkan gas n2 dengan ketulenan sehingga 99.9%.

(3) Permohonan adalah berbeza

Sistem PSA n2 mempunyai aplikasi yang luas dalam bidang perindustrian. Lebih-lebih lagi, ia boleh menjana gas nitrogen dengan julat ketulenan yang lebih luas. Jadi kebanyakan industri menggunakan teknologi penjanaan nitrogen PSA. Dan penjana membran n2 juga mempunyai banyak kelebihan. Pertama sekali, tiada bunyi bising. Tetapi yang pertama mempunyai bunyi bising (kurang daripada 70dB). Kedua, penjana membran n2 mempunyai saiz dan berat yang kecil. Ketiga, ia tidak akan menggunakan elektrik. Jadi ia mempunyai aplikasi yang luas di makmal, perubatan dan pergigian. Selain itu, kita boleh menggunakannya terus untuk majlis kalis letupan.

(4) Kos operasi adalah berbeza

Penjana nitrogen PSA akan menggunakan elektrik dan beberapa gas penjanaan semula. Dan ia perlu menukar penapis molekul karbon setiap 4~5 hari. Jadi kos operasinya agak tinggi. Tetapi penjana nitrogen membran tidak akan menggunakan elektrik dan gas penjanaan semula. Dan jangka hayat membran polimer adalah sehingga 6 ~ 10 hari. Oleh itu, kos operasinya lebih rendah daripada sistem PSA n2.

 

PSA vs penjana nitrogen kriogenik

(1) Prinsip kerja mereka berbeza

Prinsip terdahulu ialah penjanaan nitrogen penjerapan ayunan tekanan. Tetapi prinsip yang terakhir adalah berbeza. Nitrogen dan oksigen mempunyai takat didih yang berbeza. Jadi ia memisahkan N2 dan O2 dengan sifat ini. Keseluruhan proses kerja dijalankan pada suhu kriogenik. Untuk maklumat lanjut, sila rujuk prinsip kerja penjana nitrogen di atas.

(2) Proses kerja adalah berbeza

Proses pengeluaran nitrogen penjerapan ayunan tekanan adalah agak mudah. Bilangan peralatan sistem adalah kurang. Peralatan utama termasuk pemampat udara, pengering udara, penjana n2 dan tangki simpanan gas, dan lain-lain.

Proses penjanaan nitrogen kriogenik adalah lebih rumit. Bilangan peralatan sistem lebih banyak. Peralatan utama termasuk pemampat udara, penyejuk udara, pengering penulenan udara, penukar haba, pengembang, menara penyulingan, alat penguap, dan lain-lain.

(3) Kesucian adalah berbeza

N2 psa boleh menghasilkan ketulenan maksimum 99.999% gas. Tetapi penjana n2 kriogenik boleh menghasilkan gas dengan lebih daripada 99.999% kesucian. Lebih-lebih lagi, yang kedua bukan sahaja boleh menjana n2 gas, tetapi juga menghasilkan nitrogen cecair.

(4) Kos mereka berbeza

Jelas sekali, kos perolehan yang kedua adalah lebih tinggi. Lebih-lebih lagi, pemasangan dan penyelenggaraan agak bertanggungjawab. Kos penyelenggaraan juga agak tinggi.
Sebagai tambahan, penggunaan kuasa seunit penjanaan nitrogen juga berbeza. Untuk penghasilan nitrogen ketulenan tinggi (kesucian di atas 99.9%), penggunaan kuasa kedua-duanya tidak jauh berbeza. Tetapi untuk pengeluaran nitrogen dengan ketulenan yang lebih rendah, yang dahulu telah jelas.
Di atas adalah perbandingan ketiga-tiga jenis penjana n2. Kita perlu mengikuti keperluan khusus untuk memilih jenis. Untuk maklumat lanjut tentang prinsip kerja penjana nitrogen, dialu-alukan untuk menghubungi kami.