Принципы и характеристики генераторов азота

A генератор азотапредставляет собой устройство, которое использует воздух в качестве сырья и разделяет кислород и азот с помощью физических методов для получения газообразного азота. По различным методам разделения промышленные генераторы азота можно разделить на три типа: криогенное разделение воздуха, разделение воздуха на молекулярных ситах (PSA) и мембранное разделение воздуха.

Генератор азота спроектирован и изготовлен на основе технологии адсорбции при переменном давлении (PSA). Он использует высококачественное импортное углеродное молекулярное сито (CMS) в качестве адсорбента и применяет принцип адсорбции при переменном давлении при нормальной температуре для отделения азота от кислорода в воздухе, производя азот высокой чистоты. Обычно две адсорбционные башни соединяют параллельно. Управляемые импортной системой ПЛК, пневматические клапаны автоматически работают, попеременно осуществляя адсорбцию под давлением и регенерацию при разгерметизации, завершая разделение кислорода и азота и получая азот необходимой чистоты.

Принцип работы генератора азота

Адсорбция с переменным давлением PSA Принцип генерации азота

Углеродное молекулярное сито может адсорбировать как кислород, так и азот в воздухе. Его адсорбционная способность увеличивается с увеличением давления. При одном и том же давлении нет очевидной разницы между равновесной адсорбционной способностью кислорода и азота. Поэтому трудно добиться эффективного разделения кислорода и азота только за счет изменения давления.

Учитывая разницу в скорости адсорбции, можно эффективно различить характеристики адсорбции кислорода и азота. Молекулярный диаметр кислорода меньше, чем у азота, поэтому скорость его диффузии в сотни раз выше, чем у азота. Поэтому углеродное молекулярное сито адсорбирует кислород гораздо быстрее. Примерно через одну минуту адсорбции может быть адсорбировано более 90% кислорода, тогда как количество адсорбированного азота составляет лишь около 5%.

На этом этапе адсорбированный газ состоит в основном из кислорода, а оставшийся газ - в основном из азота. Контролируя время адсорбции в пределах одной минуты, можно первоначально разделить кислород и азот. Другими словами, адсорбция и десорбция достигаются за счет разницы давлений: адсорбция происходит при повышении давления, а десорбция - при понижении давления.

Разделение кислорода и азота зависит от разницы в скорости адсорбции между двумя газами. Контролируя время адсорбции, кислород может быть адсорбирован в достаточной степени, в то время как у азота недостаточно времени для адсорбции, а затем процесс адсорбции останавливается для достижения эффективного производства азота.

Криогенная сепарация воздуха Принцип получения азота

Криогенное производство азота может производить не только газообразный азот, но и жидкий азот, что соответствует технологическим требованиям, когда требуется жидкий азот. Жидкий азот можно хранить в резервуаре для хранения жидкого азота. Когда подача азота прерывается или воздухоразделительная установка требует технического обслуживания, хранящийся жидкий азот поступает в испаритель, нагревается, а затем подается в азотный трубопровод для удовлетворения потребностей технологического оборудования в азоте.

Рабочий цикл производства криогенного азота (интервал между двумя крупными операциями по потеплению) обычно составляет более одного года. Поэтому резервное оборудование обычно не рассматривается для систем получения криогенного азота. Однако генераторы азота PSA могут производить только газообразный азот без возможности резервного хранения, и один блок не может гарантировать непрерывную долгосрочную работу.

Принцип получения азота с помощью мембранного воздухоразделителя

После сжатия и фильтрации воздушным компрессором воздух поступает в высокополимерный мембранный сепаратор. Из-за различий в растворимости и коэффициентах диффузии различных газов в мембране разные газы имеют разную скорость проникновения.

По этой характеристике газы можно разделить на «быстрые» и «медленные».

Под разницей давлений между обеими сторонами мембраны газы с более высокой скоростью проникновения, такие как водяной пар, водород, гелий, сероводород и диоксид углерода, проходят через мембрану и обогащаются на стороне пермеата.

При этом газы с более низкой скоростью проникновения, такие как метан, азот, окись углерода и аргон, удерживаются и обогащаются на стороне подачи, тем самым достигая разделения смешанных газов.

Особенности оборудования для генерации азота

Удобно и быстро

Благодаря передовой технологии и уникальной системе распределения воздушного потока распределение газового потока становится более равномерным, что позволяет эффективно использовать углеродные молекулярные сита. Квалифицированный азот может быть произведен примерно за 20 минут.

Простота в эксплуатации

Оборудование имеет компактную конструкцию и интегрированную конструкцию, монтируемую на раме, что требует меньше места для установки и не требует инвестиций в гражданское строительство. При небольших первоначальных инвестициях пользователям достаточно подключить источник питания на месте, чтобы начать производство азота.

Экономичная эксплуатация

Технология PSA — это простой и эффективный метод получения азота, в котором в качестве сырья используется воздух. Его энергопотребление в основном происходит за счет электроэнергии, потребляемой воздушным компрессором. Он отличается низкими эксплуатационными расходами, низким энергопотреблением и высокой эффективностью.