Principper og karakteristika for nitrogengeneratorer

A nitrogen generatorer et apparat, der bruger luft som råmateriale og adskiller ilt og nitrogen gennem fysiske metoder for at opnå nitrogengas. Ifølge forskellige separationsmetoder kan industrielle nitrogengeneratorer klassificeres i tre typer: kryogen luftseparation, molekylsigteluftseparation (PSA) og membranluftseparation.

Nitrogengeneratoren er designet og fremstillet baseret på Pressure Swing Adsorption (PSA) teknologi. Den bruger importeret kulstofmolekylsigte (CMS) af høj kvalitet som adsorbent og vedtager princippet om tryksvingningsadsorption ved normal temperatur for at adskille nitrogen fra oxygen i luften, hvilket producerer nitrogen med høj renhed. Normalt er to adsorptionstårne ​​forbundet parallelt. Styret af et importeret PLC-system fungerer de pneumatiske ventiler automatisk for skiftevis at udføre trykadsorption og trykaflastningsregenerering, afslutte oxygen-nitrogen-separation og opnå nitrogen med den nødvendige renhed.

Arbejdsprincippet for nitrogengenerator

PSA Pressure Swing Adsorption Nitrogen Generation Princip

Kulstofmolekylsigte kan adsorbere både ilt og nitrogen i luften. Dens adsorptionskapacitet øges med stigende tryk. Under samme tryk er der ingen åbenlys forskel mellem ligevægtsadsorptionskapaciteten af ​​oxygen og nitrogen. Derfor er det svært kun at opnå effektiv oxygen-nitrogen-separation gennem trykændringer.

Ved at overveje adsorptionshastighedsforskellen kan adsorptionsegenskaberne for oxygen og nitrogen effektivt skelnes. Den molekylære diameter af oxygen er mindre end nitrogen, så dens diffusionshastighed er hundredvis af gange hurtigere end nitrogen. Derfor adsorberer kulstofmolekylær ilt meget hurtigere. Efter cirka et minuts adsorption kan mere end 90 % ilt adsorberes, mens adsorptionsmængden af ​​nitrogen kun er omkring 5 %.

På dette stadium er den adsorberede gas hovedsageligt oxygen, mens den resterende gas hovedsageligt er nitrogen. Ved at styre adsorptionstiden inden for et minut, kan oxygen og nitrogen indledningsvis adskilles. Med andre ord opnås adsorption og desorption gennem trykforskelle: Adsorption opstår, når trykket stiger, og desorption opstår, når trykket falder.

Adskillelsen af ​​oxygen og nitrogen afhænger af forskellen i adsorptionshastighed mellem de to gasser. Ved at styre adsorptionstiden kan ilt adsorberes tilstrækkeligt, mens nitrogen ikke har tilstrækkelig tid til at blive adsorberet, og derefter stoppes adsorptionsprocessen for at opnå en effektiv kvælstofproduktion.

Cryogenic Air Separation Nitrogen Generation Princip

Generering af kryogen nitrogen kan producere ikke kun nitrogengas, men også flydende nitrogen, hvilket opfylder proceskravene, hvor der kræves flydende nitrogen. Flydende nitrogen kan opbevares i en lagertank til flydende nitrogen. Når nitrogentilførslen afbrydes, eller luftseparationsenheden kræver vedligeholdelse, kommer det opbevarede flydende nitrogen ind i fordamperen, opvarmes og tilføres derefter nitrogenrørledningen for at opfylde nitrogenkravene til procesudstyret.

Driftscyklussen for generering af kryogen nitrogen (intervallet mellem to store opvarmningsoperationer) er generelt mere end et år. Derfor tages backup-udstyr normalt ikke i betragtning til kryogene nitrogengenereringssystemer. Imidlertid kan PSA-nitrogengeneratorer kun producere nitrogengas uden backup-lagringskapacitet, og en enkelt enhed kan ikke garantere kontinuerlig langsigtet drift.

Membranluftseparation Nitrogengenereringsprincip

Efter at være blevet komprimeret og filtreret af en luftkompressor, kommer luft ind i en højpolymer membranseparator. På grund af forskelle i opløselighed og diffusionskoefficienter for forskellige gasser i membranen har forskellige gasser forskellige permeationshastigheder.

Baseret på denne egenskab kan gasser opdeles i "hurtige gasser" og "langsomme gasser".

Under trykforskellen mellem begge sider af membranen passerer gasser med hurtigere permeationshastigheder, såsom vanddamp, brint, helium, hydrogensulfid og kuldioxid, gennem membranen og bliver beriget på permeatsiden.

I mellemtiden tilbageholdes og beriges gasser med langsommere permeationshastigheder, såsom methan, nitrogen, kulilte og argon, og derved opnås separation af blandede gasser.

Funktioner af nitrogengeneratorudstyr

Praktisk og hurtig

Med avanceret teknologi og et unikt luftstrømsfordelingssystem er gasstrømfordelingen mere ensartet, hvilket muliggør effektiv udnyttelse af kulstofmolekylsigte. Kvalificeret nitrogen kan produceres inden for cirka 20 minutter.

Nem betjening

Udstyret har en kompakt struktur og integreret glidemonteret design, der kræver mindre installationsplads og ingen investering i civilt byggeri. Med en lav startinvestering behøver brugerne kun at tilslutte strømforsyningen på stedet for at starte nitrogenproduktion.

Økonomisk drift

PSA-teknologi er en enkel og effektiv metode til fremstilling af kvælstof, der bruger luft som råmateriale. Dens energiforbrug kommer hovedsageligt fra den elektricitet, der forbruges af luftkompressoren. Den har lave driftsomkostninger, lavt energiforbrug og høj effektivitet.