Balita ng Produkto

Paano gumagana ang generator ng nitrogen gas? – PSA kumpara sa lamad kumpara sa cryogenic

Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng nitrogen generator ay naiiba sa mga uri. At mayroong tatlong pangunahing uri ng n2 generation system. Ang una ay ang PSA nitrogen generator. Ginagamit nito ang prinsipyo ng pressure swing adsorption. Ito ang pinakakaraniwang uri. Ang pangalawa ay ang generator ng nitrogen ng lamad. Ginagamit nito ang prinsipyo ng pagtagos ng molecular membrane. Ang pangatlo ay ang cryogenic nitrogen generator. Pinagtibay nito ang prinsipyo ng cryogenic cooling at separation. Maaari itong makagawa ng nitrogen na may kadalisayan na ≧99.999%.

Paano gumagana ang tatlong uri ng n2 generator na ito? Ano ang mga pakinabang at disadvantage ng bawat isa sa kanila? Susunod ay ipapakilala namin ang kanilang prinsipyo sa pagtatrabaho ayon sa pagkakabanggit. Ihahambing din natin ang tatlong uri ng mga sistema ng pagbuo ng nitrogen.

 

psa n2 generator system

 

Prinsipyo ng pagtatrabaho ng PSA nitrogen generator

Gumagamit ito ng twin tower adsorption mode. At ang adsorbent ay carbon molecular sieve. Kinokontrol ng PLC ang pneumatic valve para sa awtomatikong operasyon. Ang A at B na mga tore ay kahalili para sa adsorption at regeneration. Kumpletuhin ang paghihiwalay ng N2 at O2. Sa wakas makuha ang mataas na kadalisayan ng nitrogen gas.

 

carbon molecular sieve of industrial nitrogen generator

 

(1) Paano gumagana ang isang PSA n2 gas generator?

Ang mga carbon molecular sieves ay maaaring mag-adsorb ng oxygen at nitrogen sa hangin. Ngunit ang kanilang bilis ng adsorption ay hindi pareho. Ang diameter ng O2 ay mas maliit kaysa sa diameter ng N2. Samakatuwid, Ang oxygen ay nagkakalat ng daan-daang beses na mas mabilis kaysa sa nitrogen. Ang mga molekular na sieves ay sumisipsip ng O2 nang mas mabilis. Ang adsorption ay umabot ng higit sa 90% tungkol sa 1 minuto. Sa oras na ito, ang halaga ng adsorption ng nitrogen ay tungkol lamang 5%. Kaya karamihan sa adsorption ay O2. Karamihan sa natitira ay N2 gas.

Ang pagtaas ng presyon ng adsorption ay maaaring tumaas ang kapasidad ng adsorption ng O2 at N2 sa parehong oras. Bukod sa, ang pagtaas ng rate ng O2 adsorption ay mas malaki. Ang pressure swing adsorption cycle ay maikli. Ang halaga ng adsorption ng O2 at N2 ay malayo sa ekwilibriyo (pinakamataas na halaga). At saka, may mga pagkakaiba sa mga rate ng pagsasabog ng O2 at N2. Samakatuwid, ito ay gumagawa ng adsorption na halaga ng O2 na higit na lumampas sa halaga ng N2 sa isang maikling panahon.
Ang mga carbon molecular sieves ay may mga piling katangian ng adsorption. Ang pressure swing adsorption nitrogen generation ay eksaktong gumagamit ng katangiang ito. Pinagtibay nito ang cycle period ng pressure adsorption at decompression desorption. Ang naka-compress na hangin ay halili na pumapasok sa mga adsorption tower. Maaari itong mapagtanto ang paghihiwalay ng hangin. Sa gayon ay patuloy na gumagawa ng high-purity nitrogen.
psa nitrogen plant working principle

(2) Proseso ng pagtatrabaho ng N2 psa system

① Intermediate pressure equalizing

Pagkatapos 50 segundong operasyon ng adsorption tower A, ang carbon molecular sieve ay malamang na puspos. Pagkatapos ay pumasok ito 2 segundo hindi pantay na yugto ng pagkakapantay-pantay ng presyon (mga balbula V3, Ang V4,V8 ay sarado). Mayroong mataas na presyon na semi-tapos na nitrogen sa adsorption tower A. Ang n2 gas na ito ay pumapasok sa adsorption tower B sa pamamagitan ng balbula V7 at V10. Ginagawa nito ang dalawang tore sa parehong presyon. Matapos mapantayan ang presyon, ang mga balbula ay sarado lahat.

② Ang isang tore ay nagsasagawa ng adsorption, B tower hindi

Bubukas ang inlet at outlet valve V1. (Valve V1 at V2, Ang balbula V6 at V7 ay bubukas lamang ng isa kapag gumagana. o sila ay sarado sa parehong oras). Ang naka-compress na hangin ay pumapasok sa adsorption tower A sa pamamagitan ng pipeline at nagsisimula ng pre-adsorption. Nagsisimula ang proseso ng paggawa ng nitrogen gas. Bubukas ang Valve V6 para ihatid ang natapos na nitrogen sa storage tank.

③ Adsorption sa tower B, desorption sa tower A

Mga balbula V2, V3 bukas. Pagkatapos ay pumapasok ang naka-compress na hangin sa adsorption tower B. Magsisimula ang adsorption work. At saka, mga balbula V7, Bukas ang V9 na may kaunting pagkaantala. Magpakain ng nitrogen gas sa tangke ng imbakan. Kasabay nito, bumukas ang balbula V5. Exhaust tramp gas mula sa tower A hanggang sa atmospera. Yan ay, gamitin ang tuktok ng tower trace nitrogen upang i-blow back ang tramp gas. Ang prosesong ito ay tatagal hanggang sa matapos ang adsorption ng tower B. Ang lahat ng mga balbula ay sarado upang makapasok sa estado ng equalizing ng presyon.

Kaya sa itaas ay ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng nitrogen gas generator.

 

V1 ●
V2 ●
V3 ● ● ●
V4 ● ● ●
V5 ● ● ● ●
V6 ● ● ● ●
V7 ●
V8 ●
V9 ● ●
V10 ● ●
Oras 1 Pangalawa 1~51 Segundo 52 Pangalawa 53 Pangalawa 53~103 Ikalawa 104 Pangalawa
Katayuan Tower A Adsorption, Pagbabagong-buhay ng Tower B Tower B Adsorption, Tower A Regeneration

Tandaan: ● nangangahulugang bumukas ang balbula.

 

Prinsipyo ng pagtatrabaho ng generator ng nitrogen gas ng lamad

Ang rate ng permeation ng iba't ibang mga gas sa polymer membrane ay nag-iiba. Sinasamantala ng Membrane n2 generator ang property na ito para magsagawa ng gas separation. Ang paghihiwalay ay hinihimok ng bahagyang pagkakaiba ng presyon sa pagitan ng dalawang panig ng lamad. Samakatuwid, Ang teknolohiya ng lamad ay hindi nangangailangan ng pagbabagong-buhay. Ang operasyon at pagpapanatili ay simple din.

 

membrane nitrogen generator working principle

 

Paano gumagana ang isang membrane nitrogen generator?

Mayroong daan-daang hollow fibers sa n2 generator. Ang bawat hibla ay mas mababa sa 1 mm ang lapad. Sila ay kasing payat ng buhok ng tao. Ang compressed air ay pumapasok mula sa isang dulo ng fiber bundle. Ang mga molekula ng gas ay unang na-adsorbed sa mataas na presyon ng gilid na ibabaw ng lamad. Pagkatapos ay natutunaw sila, nagkakalat at tumatakas. Ang bawat gas ay may iba't ibang rate ng permeation. Halimbawa, ang rate ng permeation ng oxygen, carbon dioxide, mabilis ang singaw ng tubig. tawag namin sa kanila “mabilis na mga gas”. Ang mga ito ay tumagos mula sa mataas na presyon ng panloob na hibla ng pader hanggang sa mas mababang presyon sa panlabas na bahagi. Sa wakas, sila ay pinalabas mula sa pagbubukas sa isang bahagi ng module ng lamad.
Mas maliit ang nitrogen permeation rate. Tinatawag namin ito “mabagal na gas”. Nitrogen ay enriched sa loob ng mataas na presyon. Ito ay pinalabas mula sa kabilang dulo ng module ng lamad. Kaya nakakamit nito ang paghihiwalay ng oxygen at nitrogen.
Principle Diagram of Membrane Separation

 

Prinsipyo ng pagtatrabaho ng cryogenic nitrogen generator

Cryogenic air separation nitrogen generation ay gumagamit ng hangin bilang hilaw na materyal. Pagkatapos ng compression at purification, tunawin ang hangin sa pamamagitan ng pagpapalitan ng init. Ang liquefied air ay pangunahing pinaghalong likidong oxygen at likidong nitrogen. Mayroon silang iba't ibang mga punto ng pagkulo. Yan ay, Ang O2 ay -297.3°C. At ang N2 ay -320.3°C. Sa wakas, makakuha ng nitrogen sa pamamagitan ng paghihiwalay sa kanila sa pamamagitan ng pagwawasto.

 

Cryogenic Nitrogen Generation Working Process

 

Paano gumagana ang cryogenic n2 generator?

Ang buong proseso ay binubuo ng air compression at purification, paghihiwalay ng hangin, at likidong nitrogen vaporization.

(1) Air Compression at Purification

Una, ang hangin ay dumadaan sa isang air filter upang alisin ang alikabok at mga dumi. Pagkatapos ay pumasok sa air compressor. I-compress sa nais na presyon. Pagkaraan, pumasok sa air cooler. Ibaba ang temperatura ng hangin. Sa wakas, ipasok ang air drying purifier. Alisin ang kahalumigmigan, carbon dioxide at iba pang hydrocarbon mula sa hangin.

(2) Paghihiwalay ng hangin

Ang purified air ay pumapasok sa pangunahing heat exchanger sa air separation tower. Ang mga ito ay pinalamig sa temperatura ng saturation ng reflux gas (nitrogen ng produkto, basurang gas). Pagkatapos ang hangin ay ipinadala sa ilalim ng distillation tower. Doon kumuha ng nitrogen sa tuktok ng tore. Ang likidong hangin ay ipinadala sa evaporator upang mag-evaporate pagkatapos ng throttling. Kasabay nito, bahagi ng nitrogen na ipinadala mula sa rectification tower ay condensed. Ang bahagi ng condensed liquid nitrogen ay gumaganap bilang reflux liquid ng rectification tower. Ang iba pang bahagi ay lumalabas sa air separation tower bilang produktong likidong nitrogen.

(3) Pagsingaw ng likidong nitrogen

Ang likidong nitrogen mula sa air separation tower ay nakaimbak sa tangke. Pagkatapos ang likidong nitrogen na ito sa tangke ng imbakan ay pumapasok sa vaporizer upang painitin. Sa wakas, pumapasok sila sa product nitrogen pipeline. Ang cryogenic nitrogen generation ay maaaring makagawa ng nitrogen na may kadalisayan na ≧99.999%.

Kaya ang nasa itaas ay ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng cryogenic nitrogen generator.

 

PSA vs membrane nitrogen generator

(1) Iba ang prinsipyo ng pagtatrabaho

Ang dating ay gumagamit ng prinsipyo ng pressure swing adsorption. Ang pangunahing materyal ay ang adsorbent (carbon molekular salaan). Ang CMS ay may iba't ibang bilis ng adsorption para sa oxygen at nitrogen. Ngunit ang huli ay naghihiwalay sa O2 at N2 sa pamamagitan ng magkaibang prinsipyo ng pagtatrabaho. Ang pangunahing materyal ay polymer membrane. Ang oxygen at nitrogen gas ay may iba't ibang bilis ng pagtagos sa lamad. Para sa karagdagang impormasyon, pakisuri ang prinsipyong gumagana sa itaas ng tatlong generator ng nitrogen.

(2) Iba ang nitrogen purity

Sa pangkalahatan, ang kadalisayan ng PSA n2 generator ay mas mataas. Ang pinakamataas na kadalisayan nito ay maaaring 99.999%. Syempre, maaari din itong gumawa ng mababang kadalisayan n2 gas, tulad ng 98% at 99%. Ngunit ang generator ng nitrogen ng lamad ay may mas mababang kadalisayan. Karaniwan itong gumagawa ng n2 gas na may kadalisayan hanggang sa 99.9%.

(3) Iba ang application

Ang PSA n2 system ay may malawak na aplikasyon sa larangan ng industriya. At saka, maaari itong makabuo ng nitrogen gas na may mas malawak na hanay ng kadalisayan. Kaya karamihan sa mga industriya ay gumagamit ng PSA nitrogen generation technology. At ang lamad n2 generator ay mayroon ding maraming mga pakinabang. Una, walang ingay. Pero ang ingay ng dating (mas mababa sa 70dB). Pangalawa, membrane n2 generator ay may maliit na sukat at timbang. Pangatlo, hindi ito uubusin ng kuryente. Kaya ito ay may malawak na aplikasyon sa laboratoryo, medikal at dental. Bukod sa, maaari natin itong gamitin nang direkta para sa mga okasyong hindi lumalaban sa pagsabog.

(4) Iba ang gastos sa pagpapatakbo

Ang PSA nitrogen generator ay kumonsumo ng kuryente at ilang regeneration gas. At kailangan nitong baguhin ang carbon molecular sieve bawat 4~5 araw. Kaya medyo mataas ang operation cost nito. Ngunit ang generator ng nitrogen ng lamad ay hindi kumonsumo ng kuryente at pagbabagong-buhay na gas. At ang buhay ng polymer membrane ay hanggang 6~10 araw. Samakatuwid, ang gastos ng operasyon nito ay mas mababa kaysa sa PSA n2 system.

 

PSA vs cryogenic nitrogen generator

(1) Magkaiba ang kanilang mga prinsipyo sa pagtatrabaho

Ang dating prinsipyo ay pressure swing adsorption nitrogen generation. Ngunit iba ang huling prinsipyo. Ang nitrogen at oxygen ay may iba't ibang punto ng pagkulo. Kaya pinaghihiwalay nito ang N2 at O2 ng property na ito. Ang buong proseso ng trabaho ay isinasagawa sa cryogenic na temperatura. Para sa karagdagang impormasyon, mangyaring sumangguni sa itaas na prinsipyo ng pagtatrabaho ng nitrogen generator.

(2) Iba ang proseso ng pagtatrabaho

Ang proseso ng pressure swing adsorption nitrogen production ay medyo simple. Ang bilang ng mga kagamitan sa system ay mas kaunti. Kasama sa pangunahing kagamitan ang air compressor, pampatuyo ng hangin, n2 generator at tangke ng imbakan ng gas, atbp.

Ang proseso ng pagbuo ng cryogenic nitrogen ay mas kumplikado. Ang bilang ng mga kagamitan sa system ay higit pa. Kasama sa pangunahing kagamitan ang mga air compressor, mga air cooler, mga dryer sa paglilinis ng hangin, pampalit ng init, expander, mga distillation tower, mga vaporizer, atbp.

(3) Iba ang kadalisayan

Ang N2 psa ay maaaring makagawa ng pinakamataas na kadalisayan 99.999% gas. Ngunit ang cryogenic n2 generator ay maaaring makagawa ng gas na may higit sa 99.999% kadalisayan. At saka, ang huli ay hindi lamang makakabuo ng n2 gas, ngunit gumagawa din ng likidong nitrogen.

(4) Iba-iba ang kanilang mga gastos

Obvious naman, mas mataas ang procurement cost ng huli. At saka, ang pag-install at pagpapanatili ay medyo responsable. Ang mga gastos sa pagpapanatili ay medyo mataas din.
At saka, iba rin ang konsumo ng kuryente sa bawat yunit ng nitrogen generation. Para sa produksyon ng high-purity nitrogen (kadalisayan sa itaas 99.9%), ang pagkonsumo ng kuryente ng dalawa ay hindi gaanong naiiba. Ngunit para sa produksyon ng nitrogen na may mas mababang kadalisayan, halata naman ang dating.
Ang nasa itaas ay isang paghahambing ng tatlong uri ng n2 generators. Kailangan nating sundan ang mga partikular na pangangailangan para piliin ang uri. Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa prinsipyo ng pagtatrabaho ng nitrogen generator, maligayang pagdating upang makipag-ugnay sa amin.