Prinsip dan Ciri Penjana Nitrogen

A penjana nitrogenialah alat yang menggunakan udara sebagai bahan mentah dan mengasingkan oksigen dan nitrogen melalui kaedah fizikal untuk mendapatkan gas nitrogen. Mengikut kaedah pemisahan yang berbeza, penjana nitrogen perindustrian boleh dikelaskan kepada tiga jenis: pemisahan udara kriogenik, pemisahan udara ayak molekul (PSA), dan pemisahan udara membran.

Penjana nitrogen direka bentuk dan dihasilkan berdasarkan teknologi Pressure Swing Adsorption (PSA). Ia menggunakan Carbon Molecular Sieve (CMS) import berkualiti tinggi sebagai penjerap dan mengamalkan prinsip penjerapan ayunan tekanan pada suhu biasa untuk memisahkan nitrogen daripada oksigen di udara, menghasilkan nitrogen ketulenan tinggi. Biasanya, dua menara penjerapan disambung secara selari. Dikawal oleh sistem PLC yang diimport, injap pneumatik beroperasi secara automatik untuk melakukan penjerapan tekanan dan penjanaan semula penyahtekanan secara bergantian, melengkapkan pengasingan oksigen-nitrogen dan mendapatkan nitrogen dengan ketulenan yang diperlukan.

Prinsip Kerja Penjana Nitrogen

PSA Pressure Swing Adsorption Prinsip Penjanaan Nitrogen

Ayak molekul karbon boleh menyerap kedua-dua oksigen dan nitrogen di udara. Kapasiti penjerapannya meningkat dengan peningkatan tekanan. Di bawah tekanan yang sama, tidak ada perbezaan yang jelas antara kapasiti penjerapan keseimbangan oksigen dan nitrogen. Oleh itu, sukar untuk mencapai pemisahan oksigen-nitrogen yang berkesan hanya melalui perubahan tekanan.

Dengan mengambil kira perbezaan kadar penjerapan, ciri-ciri penjerapan oksigen dan nitrogen boleh dibezakan dengan berkesan. Diameter molekul oksigen lebih kecil daripada nitrogen, jadi kadar resapannya beratus kali lebih cepat daripada nitrogen. Oleh itu, penapis molekul karbon menyerap oksigen dengan lebih cepat. Selepas kira-kira satu minit penjerapan, lebih daripada 90% oksigen boleh diserap, manakala jumlah penjerapan nitrogen hanya kira-kira 5%.

Pada peringkat ini, gas terjerap adalah terutamanya oksigen, manakala gas selebihnya adalah terutamanya nitrogen. Dengan mengawal masa penjerapan dalam satu minit, oksigen dan nitrogen boleh diasingkan pada mulanya. Dalam erti kata lain, penjerapan dan penyahjerapan dicapai melalui perbezaan tekanan: penjerapan berlaku apabila tekanan meningkat, dan penyahjerapan berlaku apabila tekanan berkurangan.

Pemisahan oksigen dan nitrogen bergantung kepada perbezaan kelajuan penjerapan antara kedua-dua gas. Dengan mengawal masa penjerapan, oksigen boleh diserap dengan secukupnya manakala nitrogen mempunyai masa yang tidak mencukupi untuk diserap, dan kemudian proses penjerapan dihentikan untuk mencapai pengeluaran nitrogen yang cekap.

Prinsip Penjanaan Nitrogen Pemisahan Udara Kriogenik

Penjanaan nitrogen kriogenik boleh menghasilkan bukan sahaja gas nitrogen tetapi juga nitrogen cecair, memenuhi keperluan proses di mana nitrogen cecair diperlukan. Nitrogen cecair boleh disimpan dalam tangki simpanan nitrogen cecair. Apabila bekalan nitrogen terganggu atau unit pengasingan udara memerlukan penyelenggaraan, nitrogen cecair yang disimpan memasuki pengewap, dipanaskan, dan kemudian dibekalkan ke saluran paip nitrogen untuk memenuhi keperluan nitrogen peralatan proses.

Kitaran operasi penjanaan nitrogen kriogenik (selang antara dua operasi pemanasan utama) biasanya lebih daripada satu tahun. Oleh itu, peralatan sandaran biasanya tidak dipertimbangkan untuk sistem penjanaan nitrogen kriogenik. Walau bagaimanapun, penjana nitrogen PSA hanya boleh menghasilkan gas nitrogen tanpa keupayaan penyimpanan sandaran, dan satu unit tidak dapat menjamin operasi jangka panjang yang berterusan.

Prinsip Penjanaan Nitrogen Pemisahan Udara Membran

Selepas dimampatkan dan ditapis oleh pemampat udara, udara memasuki pemisah membran polimer tinggi. Disebabkan oleh perbezaan pekali keterlarutan dan resapan pelbagai gas dalam membran, gas yang berbeza mempunyai kadar resapan yang berbeza.

Berdasarkan ciri ini, gas boleh dibahagikan kepada "gas cepat" dan "gas perlahan".

Di bawah perbezaan tekanan antara kedua-dua belah membran, gas dengan kadar resapan yang lebih cepat, seperti wap air, hidrogen, helium, hidrogen sulfida, dan karbon dioksida, melalui membran dan menjadi diperkaya pada bahagian resapan.

Sementara itu, gas dengan kadar resapan yang lebih perlahan, seperti metana, nitrogen, karbon monoksida, dan argon, dikekalkan dan diperkaya pada bahagian suapan, dengan itu mencapai pemisahan gas bercampur.

Ciri-ciri Peralatan Penjana Nitrogen

Mudah dan Cepat

Dengan teknologi canggih dan sistem pengagihan aliran udara yang unik, pengagihan aliran gas lebih seragam, membolehkan penggunaan penapis molekul karbon dengan cekap. Nitrogen yang layak boleh dihasilkan dalam masa kira-kira 20 minit.

Operasi Mudah

Peralatan ini mempunyai struktur padat dan reka bentuk terpasang skid bersepadu, memerlukan ruang pemasangan yang kurang dan tiada pelaburan pembinaan awam. Dengan pelaburan awal yang rendah, pengguna hanya perlu menyambungkan bekalan kuasa di tapak untuk memulakan pengeluaran nitrogen.

Operasi ekonomi

Teknologi PSA ialah kaedah penjanaan nitrogen yang mudah dan cekap yang menggunakan udara sebagai bahan mentah. Penggunaan tenaga terutamanya datang daripada tenaga elektrik yang digunakan oleh pemampat udara. Ia menampilkan kos operasi yang rendah, penggunaan tenaga yang rendah dan kecekapan yang tinggi.