Noutăți despre produse

Cum funcționează generatorul de azot? – PSA vs membrana vs criogenic

Principiul de funcționare al generatorului de azot diferă în funcție de tipuri. Și există trei tipuri principale de sisteme de generare n2. Primul este generatorul de azot PSA. Utilizează principiul adsorbției prin fluctuație de presiune. Acesta este cel mai comun tip. Al doilea este generatorul de azot cu membrană. Utilizează principiul penetrării membranei moleculare. Al treilea este generatorul de azot criogenic. Adoptă principiul răcirii și separării criogenice. Poate produce azot cu o puritate de ≧99,999%.

Cum funcționează aceste trei tipuri de generatoare n2? Care sunt avantajele și dezavantajele fiecăreia dintre ele? În continuare, vom prezenta principiul lor de funcționare, respectiv. De asemenea, vom compara aceste trei tipuri de sisteme de generare a azotului.

 

psa n2 generator system

 

Principiul de funcționare al generatorului de azot PSA

Utilizează un mod de adsorbție cu turn dublu. Și adsorbantul este sita moleculară de carbon. PLC-ul controlează supapa pneumatică pentru funcționare automată. Turnurile A și B alternează pentru adsorbție și regenerare. Finalizați separarea N2 și O2. În cele din urmă, obțineți gazul de azot de înaltă puritate.

 

carbon molecular sieve of industrial nitrogen generator

 

(1) Cum funcționează un generator de gaz PSA n2?

Sitele moleculare de carbon pot adsorbi oxigenul și azotul din aer. Dar viteza lor de adsorbție nu este aceeași. Diametrul O2 este mai mic decât diametrul N2. Prin urmare, oxigenul difuzează de sute de ori mai repede decât azotul. Sitele moleculare absorb O2 mai repede. Adsorbția ajunge la mai mult de 90% în aproximativ 1 minut. Momentan, cantitatea de adsorbție de azot este doar de aproximativ 5%. Deci, cea mai mare parte a adsorbției este O2. Cea mai mare parte a restului este gaz N2.

Creșterea presiunii de adsorbție poate crește capacitatea de adsorbție a O2 și N2 în același timp. in afara de asta, rata de creştere a adsorbţiei de O2 este mai mare. Ciclul de adsorbție a variației presiunii este scurt. Cantitatea de adsorbție de O2 și N2 este departe de echilibru (valoare maximă). în plus, există diferenţe în ratele de difuzie ale O2 şi N2. Prin urmare, aceasta face ca cantitatea de adsorbție de O2 să depășească cu mult pe cea de N2 într-o perioadă scurtă de timp.
Sitele moleculare de carbon au proprietăți de adsorbție selectivă. Generarea de azot prin adsorbție prin variație de presiune utilizează exact această caracteristică. Adoptă perioada ciclului de adsorbție a presiunii și desorbție a decompresiei. Aerul comprimat intră alternativ în turnurile de adsorbție. Poate realiza separarea aerului. Producând astfel continuu azot de înaltă puritate.
psa nitrogen plant working principle

(2) Procesul de lucru al sistemului N2 psa

① Egalizarea presiunii intermediare

După 50 funcționarea în secunde a turnului de adsorbție A, sita moleculară de carbon tinde să fie saturată. Apoi intră în 2 secunde treapta de egalizare a presiunii inegale (supapele V3, V4, V8 sunt închise). Există azot semifabricat de înaltă presiune în turnul de adsorbție A. Acest gaz n2 intră în turnul de adsorbție B prin supapa V7 și V10. Face cele două turnuri la aceeași presiune. După egalizarea presiunii, supapele sunt toate închise.

② Un turn efectuează adsorbția, Turnul B nu

Supapa de intrare și ieșire V1 se deschide. (Supapa V1 și V2, supapa V6 și V7 se deschid doar una când funcționează. sau sunt închise în același timp). Aerul comprimat intră în turnul de adsorbție A prin conductă și începe pre-adsorbția. Începe procesul de producere a azotului gazos. Supapa V6 se deschide pentru a livra azotul finit în rezervorul de stocare.

③ Adsorbția în turnul B, desorbție în turnul A

Supape V2, V3 deschis. Apoi aerul comprimat intră în turnul de adsorbție B. Începe activitatea de adsorbție. în plus, supape V7, V9 deschis cu puțin întârziere. Introduceți azot gazos în rezervorul de stocare. În același timp, se deschide supapa V5. Gaze de evacuare din turnul A în atmosferă. Acesta este, utilizați urmele de azot din partea superioară a turnului pentru a sufla înapoi gazul vagabond. Acest proces va dura până când se termină adsorbția turnului B. Toate supapele sunt închise pentru a intra în starea de egalizare a presiunii.

Deci, mai sus este principiul de funcționare al generatorului de gaz de azot.

 

V1 ●
V2 ●
V3 ● ● ●
V4 ● ● ●
V5 ● ● ● ●
V6 ● ● ● ●
V7 ●
V8 ●
V9 ● ●
V10 ● ●
Timp 1 Al doilea 1~51 secunde 52 Al doilea 53 Al doilea 53~103 secunde 104 Al doilea
stare Turnul A de adsorbție, Turnul B Regenerare Turnul B Adsorbție, Turnul A Regenerare

Notă: ● înseamnă că supapa se deschide.

 

Principiul de funcționare al generatorului de gaz de azot cu membrană

Rata de penetrare a diferitelor gaze pe membranele polimerice variază. Generatorul cu membrană n2 profită de această proprietate pentru a efectua separarea gazelor. Separarea este determinată de diferența parțială de presiune dintre cele două părți ale membranei. Prin urmare, tehnologia membranei nu necesită regenerare. Operarea și întreținerea sunt, de asemenea, simple.

 

membrane nitrogen generator working principle

 

Cum funcționează un generator de azot cu membrană?

Există sute de fibre goale în generatorul n2. Fiecare fibră este mai mică decât 1 mm în diametru. Sunt la fel de subțiri ca părul uman. Aerul comprimat intră de la un capăt al mănunchiului de fibre. Moleculele de gaz sunt mai întâi adsorbite pe suprafața laterală de înaltă presiune a membranei. Apoi se dizolvă, difuzează și scapă. Fiecare gaz are o rată de permeație diferită. De exemplu, rata de penetrare a oxigenului, dioxid de carbon, vaporii de apa sunt rapizi. Le numim “gaze rapide”. Ele pătrund de la peretele interior de fibre de înaltă presiune până la partea exterioară cu presiune mai mică. In cele din urma, sunt evacuate din deschiderea de pe o parte a modulului membranar.
Rata de penetrare a azotului este mai mică. Ii spunem “gaz lent”. Azotul este îmbogățit în interiorul presiunii ridicate. Este descărcat de la celălalt capăt al modulului de membrană. Astfel, se realizează separarea oxigenului și azotului.
Principle Diagram of Membrane Separation

 

Principiul de funcționare al generatorului de azot criogenic

Generarea de azot prin separare criogenică a aerului utilizează aerul ca materie primă. După comprimare și purificare, lichefiază aerul prin schimb de căldură. Aerul lichefiat este în primul rând un amestec de oxigen lichid și azot lichid. Au puncte de fierbere diferite. Acesta este, O2 este -297,3°C. Și N2 este -320,3°C. In cele din urma, obţine azot prin separarea lor prin rectificare.

 

Cryogenic Nitrogen Generation Working Process

 

Cum funcționează generatorul criogenic n2?

Întregul proces constă în compresia și purificarea aerului, separarea aerului, și vaporizarea azotului lichid.

(1) Compresia și purificarea aerului

in primul rand, aerul trece printr-un filtru de aer pentru a îndepărta praful și impuritățile. Apoi intrați în compresorul de aer. Comprimați la presiunea dorită. După aceea, intră în răcitorul de aer. Scădeți temperatura aerului. In cele din urma, intră în purificatorul de uscare a aerului. Îndepărtați umezeala, dioxid de carbon și alte hidrocarburi din aer.

(2) Separarea aerului

Aerul purificat intră în schimbătorul de căldură principal din turnul de separare a aerului. Ele sunt răcite la temperatura de saturație cu gaz de reflux (azot produs, gaz rezidual). Apoi aerul este trimis în partea de jos a turnului de distilare. Acolo obțineți azotul în vârful turnului. Aerul lichid este trimis la evaporator pentru a se evapora după reglare. În același timp, o parte din azotul trimis de la turnul de rectificare este condensat. O parte din azotul lichid condensat acționează ca lichid de reflux al turnului de rectificare. Cealaltă parte iese din turnul de separare a aerului ca produs cu azot lichid.

(3) Vaporizarea azotului lichid

Azotul lichid din turnul de separare a aerului este stocat în rezervor. Apoi, acest azot lichid din rezervorul de stocare intră în vaporizator pentru a fi încălzit. In cele din urma, acestea intră în conducta de azot de produs. Generarea de azot criogenic poate produce azot cu o puritate de ≧99,999%.

Deci, cele de mai sus este principiul de funcționare al generatorului de azot criogenic.

 

PSA vs generator de azot cu membrană

(1) Principiul de funcționare este diferit

Primul adoptă principiul de adsorbție prin fluctuație de presiune. Materialul principal este adsorbantul (sita moleculara de carbon). CMS are viteze de adsorbție diferite pentru oxigen și azot. Dar acestea din urmă separă O2 și N2 prin principii de funcționare diferite. Materialul principal este membrana polimerică. Oxigenul și azotul gazos au viteze diferite de penetrare în membrană. Pentru mai multe informatii, vă rugăm să verificați principiul de funcționare de mai sus al celor trei generatoare de azot.

(2) Puritatea azotului este diferită

În general, puritatea generatorului PSA n2 este mai mare. Puritatea sa maximă poate fi 99.999%. Desigur, poate produce, de asemenea, gaz n2 de puritate scăzută, ca 98% și 99%. Dar generatorul de azot cu membrană are o puritate mai mică. De obicei produce gaz n2 cu puritate de până la 99.9%.

(3) Aplicația este diferită

Sistemul PSA n2 are o largă aplicație în domeniul industrial. în plus, poate genera azot gazos cu un interval mai larg de puritate. Deci, majoritatea industriilor folosesc tehnologia de generare a azotului PSA. Și generatorul cu membrană n2 are, de asemenea, multe avantaje. in primul rand, nu se aude zgomot. Dar primul are zgomot (mai puțin de 70 dB). În al doilea rând, generatorul cu membrană n2 are dimensiuni și greutate reduse. În al treilea rând, nu va consuma electricitate. Deci are o aplicație largă în laborator, medicale si dentare. in afara de asta, îl putem folosi direct pentru ocazii rezistente la explozie.

(4) Costul de operare este diferit

Generatorul de azot PSA va consuma energie electrică și ceva gaz de regenerare. Și trebuie să schimbe sita moleculară de carbon la fiecare 4 ~ 5 zile. Deci costul său de funcționare este relativ mare. Dar generatorul de azot cu membrană nu va consuma energie electrică și gaz de regenerare. Și durata de viață a membranei polimerice este de până la 6 ~ 10 zile. Prin urmare, costul său de funcționare este mai mic decât sistemul PSA n2.

 

PSA vs generator de azot criogenic

(1) Principiile lor de lucru sunt diferite

Primul principiu este generarea de azot prin adsorbție prin variație de presiune. Dar acest din urmă principiu este diferit. Azotul și oxigenul au puncte de fierbere diferite. Deci separă N2 și O2 prin această proprietate. Întregul proces de lucru se realizează la temperatura criogenică. Pentru mai multe informatii, vă rugăm să consultați principiul de funcționare de mai sus al generatorului de azot.

(2) Procesul de lucru este diferit

Procesul de producere a azotului prin adsorbție prin variație de presiune este relativ simplu. Numărul de echipamente de sistem este mai mic. Echipamentul principal include compresor de aer, uscător de aer, generator n2 si rezervor de stocare gaz, etc.

Procesul de generare a azotului criogenic este mai complicat. Numărul de echipamente de sistem este mai mare. Echipamentul principal include compresoare de aer, răcitoare de aer, uscatoare cu purificare a aerului, schimbător de căldură, expandator, turnuri de distilare, vaporizatoare, etc.

(3) Puritatea este diferită

N2 psa poate produce puritate maximă 99.999% gaz. Dar generatorul criogenic n2 poate produce gaz cu mai mult de 99.999% puritate. în plus, acesta din urmă nu poate genera doar gaz n2, dar produc și azot lichid.

(4) Costurile lor sunt diferite

Evident, costul de achiziţie al acestuia din urmă este mult mai mare. în plus, instalarea și întreținerea sunt relativ responsabile. Costurile de întreținere sunt, de asemenea, relativ mai mari.
în plus, consumul de energie pe unitatea de generare de azot este de asemenea diferit. Pentru producerea de azot de înaltă puritate (puritatea de mai sus 99.9%), consumul de energie al celor doi nu este mult diferit. Dar pentru producerea de azot cu puritate mai mică, primul are evident.
Cele de mai sus sunt o comparație a celor trei tipuri de generatoare n2. Trebuie să urmărim nevoile specifice pentru a alege tipul. Pentru mai multe informații despre principiul de funcționare a generatorului de azot, bine ați venit să ne contactați.