Gas generation Membrane nitrogen generator Technologies Wiki về khí nén Nitrogen Pressure swing adsorption PSA nitrogen Basic Theory
Tự tạo ra khí nitơ cho riêng mình đồng nghĩa với việc kiểm soát hoàn toàn nguồn cung cấp nitơ. Điều này có lợi cho rất nhiều công ty cần khí nitơ sử dụng tronghằng ngày. Khi tự tạo khí nitơ, bạn sẽ không cần thêm một nhà cung cấp bên thứ ba, do đó loại bỏ các chi phí tốn kém như vận chuyển, giao hàng, thời gian chờ. Cách duy nhất với độ tinh khiết cao và như mong muốn là Công nghệ để tạo ra ni-tơ là Hấp thụ Chuyển đổi Áp suất.
When producing your own nitrogen, it is important to know and understand the purity level you want to achieve. Some applications require low purity levels (between 90 and 99%), such as tire inflation and fire prevention, while others, such as applications in the food and beverage industry or plastic molding, require high levels (from 97 to 99.999%). In these cases PSA technology is the ideal and easiest way to go. In essence a nitrogen generator works by separating nitrogen molecules from the oxygen molecules within the compressed air. Pressure Swing Adsorption does this by trapping oxygen from the compressed air stream using adsorption. Adsorption takes place when molecules bind themselves to an adsorbent, in this case the oxygen molecules attach to a carbon molecular sieve (CMS). This happens in two separate pressure vessels, each filled with a CMS, that switch between the separation process and the regeneration process. For the time being, let us call them tower A and tower B. For starters, clean and dry compressed air enters tower A and since oxygen molecules are smaller than nitrogen molecules, they will enter the pores of the carbon sieve. Nitrogen molecules on the other hand cannot fit into the pores so they will bypass the carbon molecular sieve. As a result, you end up with nitrogen of desired purity. This phase is called the adsorption or separation phase. It does not stop there however. Most of the nitrogen produced in tower A exits the system (ready for direct use or storage), while a small portion of the generated nitrogen is flown into tower B in the opposite direction (from top to bottom).
This flow is required to push out the oxygen that was captured in the previous adsorption phase of tower B. By releasing the pressure in tower B, the carbon molecular sieves lose their ability to hold the oxygen molecules. They will detach from the sieves and get carried away through the exhaust by the small nitrogen flow coming from tower A. By doing that the system makes room for new oxygen molecules to attach to the sieves in a next adsorption phase. We call this process of ‘cleaning’ an oxygen saturated tower regeneration.
PSA stands for pressure swing adsorption. It is a technology that can be used to generate nitrogen or oxygen for professional purposes.
Điều quan trọng khí sản xuất ni-tơ cho riêng bạn là hiểu được mức độ tinh khiết mà ứng dụng của bạn cần. Một số ứng dụng yêu cầu độ tinh khiết thấp (90-99%) ví dụ như thổi lốp xe và phòng chống cháy nổ, ngoài ra một số ứng dụng khác như ngành thực phẩm và nước giải khát cần ni-tơ có độ tinh khiết cao (97-99,999%). Trong những trường hợp này, công nghệ PSA lý tưởng và dễ dàng nhất. Về bản chất, một máy tạo ni-tơ hoạt động bằng cách tách các phân tử ni-tơ khỏi các phân tử oxy trong khí nén. Công nghệ PSA thực hiện việc này bằng cách bẫy oxy từ dòng khí nén bằng cách hấp thụ. Sự hấp thụ diễn ra khi các phân tử liên kết với chất hấp thụ, trong trường hợp này, các phân tử oxy liên kết với các phân tử cacbon CMS. Sự hấp thụ diễn ra trong hai bình chứa tách biệt, mỗi bình được điền đầy CMS, qui trình là sự chuyển dổi luân phiên giữa việc hấp thụ và tái sinh. Ta gọi chúng là tháp A và tháp B, khi bắt đầu, khí nén sạch và khô sẽ đi vào tháp A và các phân tử oxy nhỏ hơn phân tử ni-tơ nên các phân tử oxy sẽ được giữ lai bởi các lõi phân tử CMS. Các phân thử ni-tơ lớn hơn không bị giữ lại và sẽ đi ra ngoài. Qua đó sẽ có khí ni-tơ với độ tinh khiết mong muốn. Đây được gọi là quá trình hấp thụ. Sau khi khí ni-tơ được tách ở tháp A được đưa vào hệ thống ( sử dụng hoặc lưu trữ), một phần nhỏ khí ni-tơ sẽ đi vào tháp B theo hướng ngược lại (từ trên xuống dưới). Lượng khí này dùng để đẩy khí oxy được giữ trong các phân tử CMS trước đó ở tháp B. bằng cách giải phóng áp suất ở tháp B, các phần tử CMS mất khả năng giữ phân tử oxy. Chúng được giải phóng ra khỏi CMS và được đưa ra ngoài bằng áp suất Ni-tơ từ tháp A. Bằng cách đó hệ thống sẽ sẵn sàng cho quá trình tách ni-tơ tiếp theo. Chúng ta gọi quá trình này là quá trình tái sinh.
Đầu tiên, tháp A sẽ trong giai đoạn hấp thụ và tháp B trong giai đoạn tái sinh. Trong giai đoạn thứ hai, cả hai tháp cân bằng áp suất để chuẩn bị cho việc chuyển đổi. Sau khi chuyển đổi, tháp A bắt đầu tái sinh trong khi tháp B hấp thụ.
It is important to understand the level of purity that is needed for each application in order to purposefully generate your own nitrogen. Nonetheless, there are some general requirements regarding the intake air. The compressed air has to be clean and dry before entering the nitrogen generator, as this positively affects the nitrogen quality and also prevents the CMS from being damaged by moisture. Furthermore, the inlet temperature and pressure should be controlled between 10 and 25 degrees C, while keeping the pressure between 4 and 13 bar. To treat the air properly, there should be a dryer between the compressor and the generator. If the intake air is generated by an oil lubricated compressor, you should also install an oil coalescing and carbon filter to get rid of any impurities prior to the compressed air reaching the nitrogen generator. There are pressure, temperature and pressure dew point sensors installed in most generators as a fail-safe, preventing contaminated air from entering the PSA system and damaging its components.
A typical installation: Air compressor, dryer, filters, air receiver, nitrogen generator, nitrogen receiver. The nitrogen can be consumed directly from the generator or through an additional buffer tank (not shown).
Another important aspect in PSA nitrogen generation is the air factor. It is one of the most important parameters in a nitrogen generator system, as it defines the compressed air required to obtain a certain nitrogen flow. The air factor thus indicates a generator’s efficiency, meaning a lower air factor indicates a higher efficiency and of course lower overall running costs.
|
PSA |
MEMBRANE |
ACHIEVABLE PURITY |
EFFICIENTLY UP TO 99.999% |
EFFICIENTLY UP TO 99.9% |
EFFICIENCY |
HIGHER |
HIGH |
PERFORMANCE VS. TEMP. |
LOWER AT HIGH TEMP. |
HIGHER AT HIGH TEMP. |
SYSTEM COMPLEXITY |
MEDIUM |
LOW |
SERVICE INTENSITY |
LOW |
VERY LOW |
PRESSURE STABILITY |
FLUCTUATING IN/OUTLET |
STABLE |
FLOW STABILITY |
FLUCTUATING IN/OUTLET |
STABLE |
START-UP SPEED |
MINUTES/HOURS |
SECONDS |
WATER (VAPOUR) SENSITIVITY |
PDP MAX 8°C |
NO LIQUID WATER |
OIL SENSITIVITY |
NOT ALLOWED (< 0,01mg/m³) |
NOT ALLOWED (< 0,01mg/m³) |
NOISE LEVEL |
HIGH (blow-off peaks) |
VERY LOW |
WEIGHT |
MEDIUM |
LOW |
21 tháng tư, 2022
Khí ni-tơ ở trong không khí xung quanh chúng ta. Nó là thành phần lớn nhất trong không khí mà chúng ta hít thở, nhưng chúng ta không sử dụng nó. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu một số trong nhiều ứng dụng có sử dụng khí ni-tơ.
21 tháng tư, 2022
Nitrogen can be generated on site with membrane generators. These machines are based on a very simple working principle. Learn more.
