Новости о продуктах

Как работает генератор азота? – PSA против мембраны против криогенного

Принцип работы генератора азота различается по типам.. Существует три основных типа систем генерации n2.. Первый — генератор азота PSA.. Он использует принцип адсорбции при переменном давлении.. Это самый распространенный тип. Второй — мембранный генератор азота.. Он использует принцип молекулярного проникновения через мембрану.. Третий — криогенный генератор азота.. Он принимает принцип криогенного охлаждения и разделения.. Он может производить азот с чистотой ≧99,999%..

Как работают эти три типа генераторов n2? Каковы преимущества и недостатки каждого из них? Далее мы представим их принцип работы соответственно.. Мы также сравним эти три типа систем генерации азота..

 

psa n2 generator system

 

Принцип работы генератора азота PSA

Он использует режим адсорбции в двойной башне.. Адсорбент – углеродное молекулярное сито.. ПЛК управляет пневматическим клапаном для автоматической работы.. Башни A и B чередуются для адсорбции и регенерации.. Завершить разделение N2 и O2.. Наконец, получите газообразный азот высокой чистоты..

 

carbon molecular sieve of industrial nitrogen generator

 

(1) Как работает газогенератор ПСА н2?

Углеродные молекулярные сита могут адсорбировать кислород и азот в воздухе.. Но скорость их адсорбции неодинакова.. Диаметр O2 меньше диаметра N2.. Поэтому, кислород диффундирует в сотни раз быстрее азота. Молекулярные сита быстрее поглощают O2. Адсорбция достигает более 90% примерно 1 минута. В это время, Адсорбционное количество азота составляет всего около 5%. Таким образом, большая часть адсорбции приходится на O2.. Большую часть остального составляет газ N2..

Увеличение давления адсорбции может одновременно увеличить адсорбционную способность O2 и N2.. Кроме, скорость увеличения адсорбции O2 больше. Цикл адсорбции при перепаде давления короткий.. Количество адсорбции O2 и N2 далеко от равновесного. (максимальное значение). Кроме того, существуют различия в скорости диффузии O2 и N2.. Поэтому, это приводит к тому, что количество адсорбированного O2 значительно превышает количество N2 за короткий период времени..
Углеродные молекулярные сита обладают избирательными адсорбционными свойствами.. Адсорбция азота при переменном давлении использует именно эту характеристику.. Он принимает период цикла адсорбции под давлением и декомпрессионной десорбции.. Сжатый воздух поочередно поступает в адсорбционные башни.. Он может осуществлять разделение воздуха. Тем самым непрерывно производя азот высокой чистоты..
psa nitrogen plant working principle

(2) Рабочий процесс системы N2 PSA

① Промежуточное выравнивание давления

После 50 секунды работы адсорбционной колонны А, углеродное молекулярное сито имеет тенденцию к насыщению. Тогда это приходит в 2 секунды, этап выравнивания неравномерного давления (клапаны V3, V4,V8 закрыты). В адсорбционной башне А находится полуфабрикат азота под высоким давлением.. Этот газ n2 поступает в адсорбционную башню B через клапан V7 и V10.. Это создает в двух башнях одинаковое давление.. После выравнивания давления, все клапана закрыты.

② Башня осуществляет адсорбцию, Башня Б нет

Впускной и выпускной клапан V1 открывается. (Клапан V1 и V2, клапаны V6 и V7 при работе открываются только один. или они закрыты одновременно). Сжатый воздух поступает в адсорбционную башню А по трубопроводу и начинает предварительную адсорбцию.. Начался процесс производства газообразного азота. Клапан V6 открывается для подачи готового азота в резервуар для хранения..

③ Адсорбция в башне B, десорбция в башне А

Клапаны V2, V3 открыт. Затем сжатый воздух поступает в адсорбционную башню Б.. Адсорбционная работа начинается.. Кроме того, клапаны V7, V9 открывается с небольшой задержкой. Подача газообразного азота в резервуар для хранения.. В то же время, клапан V5 открывается. Выхлопные газы из башни А в атмосферу. То есть, используйте верхнюю часть башни с следами азота, чтобы выдуть посторонний газ. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не завершится адсорбция башни B.. Все клапаны закрыты для перехода в состояние выравнивания давления..

Итак, выше приведен принцип работы генератора азота..

 

V1 ●
V2 ●
V3 ● ● ●
V4 ● ● ●
V5 ● ● ● ●
V6 ● ● ● ●
V7 ●
V8 ●
В9 ● ●
V10 ● ●
Время 1 Второй 1~51 секунда 52 Второй 53 Второй 53~103 секунды 104 Второй
Положение дел Башня А Адсорбция, Регенерация башни Б Адсорбция в башне B, Башня А Регенерация

Примечание: ● означает, что клапан открывается.

 

Принцип работы мембранного газогенератора азота

Скорость проникновения различных газов на полимерные мембраны различается.. Мембранный генератор n2 использует это свойство для разделения газов.. Разделение происходит за счет разницы парциальных давлений между двумя сторонами мембраны.. Поэтому, мембранная технология не требует регенерации. Эксплуатация и обслуживание также просты..

 

membrane nitrogen generator working principle

 

Как работает мембранный генератор азота?

В генераторе n2 сотни полых волокон.. Каждое волокно меньше 1 мм в диаметре. Они тонкие, как человеческий волос. Сжатый воздух поступает с одного конца пучка волокон.. Молекулы газа сначала адсорбируются на боковой поверхности мембраны, находящейся под высоким давлением.. Затем они растворяются, рассеивается и ускользает. Каждый газ имеет разную скорость проникновения. Например, скорость проникновения кислорода, углекислый газ, водяной пар быстро. Мы называем их “быстрые газы”. Они проникают от внутренней стенки волокна с высоким давлением к внешней стороне с более низким давлением.. Окончательно, они выводятся через отверстие на одной стороне мембранного модуля.
Скорость проникновения азота меньше. Мы называем его “медленный газ”. Азот обогащается под высоким давлением. Выводится с другого конца мембранного модуля.. Таким образом достигается разделение кислорода и азота..
Principle Diagram of Membrane Separation

 

Принцип работы криогенного генератора азота

Криогенное разделение воздуха для производства азота использует воздух в качестве сырья. После сжатия и очистки, сжижать воздух путем теплообмена. Сжиженный воздух представляет собой смесь жидкого кислорода и жидкого азота.. У них разные температуры кипения. То есть, O2 составляет -297,3°C.. А N2 составляет -320,3°С.. Окончательно, получить азот, разделив их ректификацией.

 

Cryogenic Nitrogen Generation Working Process

 

Как работает криогенный генератор n2?

Весь процесс состоит из сжатия и очистки воздуха., разделение воздуха, и испарение жидкого азота.

(1) Сжатие и очистка воздуха

Во-первых, воздух проходит через воздушный фильтр для удаления пыли и примесей. Затем войдите в воздушный компрессор. Сжать до желаемого давления. После, зайди в воздухоохладитель. Понизить температуру воздуха. Окончательно, войти в очиститель осушки воздуха. Удалить влагу, углекислый газ и другие углеводороды из воздуха.

(2) Сепарация воздуха

Очищенный воздух поступает в основной теплообменник воздухоразделительной башни.. Они охлаждаются до температуры насыщения флегмовым газом. (продуктовый азот, отходящий газ). Затем воздух направляется в нижнюю часть дистилляционной башни.. Там получают азот наверху башни.. Жидкий воздух направляется в испаритель для испарения после дросселирования.. В то же время, часть азота, подаваемого из ректификационной башни, конденсируется. Часть сконденсированного жидкого азота действует как обратная жидкость ректификационной башни.. Другая часть выходит из воздухоразделительной башни в виде жидкого азота..

(3) Испарение жидкого азота

Жидкий азот из воздухоразделительной башни хранится в резервуаре.. Затем этот жидкий азот из резервуара для хранения поступает в испаритель для нагрева.. Окончательно, они поступают в трубопровод азота продукта. Криогенная генерация азота может производить азот с чистотой 99,999%..

Итак, вышеизложенный принцип работы криогенного генератора азота..

 

PSA против мембранного генератора азота

(1) Принцип работы другой

В первом используется принцип адсорбции при перепаде давления.. Основной материал – адсорбент. (углеродное молекулярное сито). CMS имеет разную скорость адсорбции кислорода и азота.. Но последние разделяют O2 и N2 по разному принципу работы.. Основной материал – полимерная мембрана.. Газообразный кислород и азот имеют разную скорость проникновения в мембрану.. Для дополнительной информации, пожалуйста, проверьте приведенный выше принцип работы трех генераторов азота..

(2) Чистота азота разная.

В общем, чистота генератора PSA n2 выше. Его максимальная чистота может быть 99.999%. Конечно, он также может производить газ n2 низкой чистоты., такой как 98% и 99%. Но мембранный генератор азота имеет меньшую чистоту.. Обычно он производит газ n2 чистотой до 99.9%.

(3) Приложение другое

Система PSA n2 имеет широкое применение в промышленной сфере.. Более того, он может генерировать газообразный азот с более широким диапазоном чистоты. Таким образом, большинство отраслей используют технологию производства азота PSA.. Мембранный генератор n2 также имеет много преимуществ.. Во-первых, нет шума. Но у первого есть шум (менее 70 дБ). Во-вторых, Мембранный генератор n2 имеет небольшой размер и вес.. в-третьих, он не будет потреблять электроэнергию. Поэтому он имеет широкое применение в лаборатории., медицинские и стоматологические. Кроме, мы можем использовать его непосредственно во взрывобезопасных случаях.

(4) Стоимость операции разная

Генератор азота PSA будет потреблять электроэнергию и некоторое количество регенерационного газа.. И необходимо менять углеродное молекулярное сито каждые 4-5 дней.. Таким образом, стоимость его эксплуатации относительно высока.. Но мембранный генератор азота не будет потреблять электроэнергию и регенерирующий газ.. Срок службы полимерной мембраны составляет до 6-10 дней.. Поэтому, стоимость эксплуатации ниже, чем у системы PSA n2.

 

PSA против криогенного генератора азота

(1) Принципы работы у них разные

Первый принцип заключается в генерации азота с помощью адсорбции при переменном давлении.. Но последний принцип отличается. Азот и кислород имеют разные температуры кипения.. Таким образом, по этому свойству он разделяет N2 и O2.. Весь рабочий процесс осуществляется при криогенной температуре.. Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к приведенному выше принципу работы генератора азота..

(2) Рабочий процесс отличается

Процесс производства азота с помощью адсорбции при переменном давлении относительно прост.. Количество системного оборудования меньше. Основное оборудование включает воздушный компрессор., осушитель воздуха, Генератор n2 и резервуар для хранения газа, и т. д..

Процесс получения криогенного азота более сложен.. Количество системного оборудования больше. Основное оборудование включает воздушные компрессоры., воздухоохладители, осушители для очистки воздуха, теплообменник, расширитель, дистилляционные башни, испарители, и т. д..

(3) Чистота - это другое

N2 PSA может обеспечить максимальную чистоту 99.999% газ. Но криогенный генератор n2 может производить газ более чем 99.999% чистота. Более того, последний может не только генерировать газ n2, но и производить жидкий азот.

(4) Стоимость у них разная

Очевидно, стоимость закупки последнего значительно выше. Более того, установка и обслуживание являются относительно ответственными. Затраты на техническое обслуживание также относительно выше.
Кроме того, расход электроэнергии на единицу выработки азота также различен. Для производства азота высокой чистоты (чистота выше 99.9%), энергопотребление этих двух устройств не сильно отличается. А вот для производства азота меньшей чистоты, первое имеет очевидное.
Выше приведено сравнение трех типов генераторов n2.. Нам необходимо учитывать конкретные потребности, чтобы выбрать тип. Для получения дополнительной информации о принципе работы генератора азота, добро пожаловать, свяжитесь с нами.