Máy làm nitơ đề cập đến một thiết bị sử dụng không khí làm nguyên liệu thô và sử dụng các phương pháp vật lý để tách oxy và nitơ trong đó để có được nitơ. Máy nitơ được sử dụng trong công nghiệp có thể được chia thành ba loại theo các phương pháp phân loại khác nhau, cụ thể là phương pháp tách không khí lạnh, phương pháp tách không khí sàng phân tử (PSA) và phương pháp tách không khí màng.
Hệ thống tạo nitơ
Máy làm nitơ là một thiết bị làm nitơ được thiết kế và sản xuất theo công nghệ hấp thụ dao động áp suất. Máy làm nitơ sử dụng sàng phân tử carbon nhập khẩu chất lượng cao (CMS) làm chất hấp thụ và áp dụng nguyên tắc hấp thụ dao động áp suất (PSA) ở nhiệt độ bình thường để tách không khí và sản xuất nitơ tinh khiết cao. Hai tháp hấp thụ thường được sử dụng song song, và van khí nén nhập khẩu được điều khiển bởi một PLC nhập khẩu để hoạt động tự động, thay thế thực hiện hấp thụ áp suất và tái tạo giải nén, hoàn thành việc tách nitơ và oxy và có được nitơ tinh khiết cao cần thiết.
Các nguyên tắc hoạt động của ba loại máy phát nitơ
Nguyên tắc sản xuất nitơ hấp thụ PSA áp suất swing
Sàng phân tử Carbon có thể đồng thời hấp thụ oxy và nitơ từ không khí, và khả năng hấp phụ của chúng tăng lên theo áp suất ngày càng tăng. Hơn nữa, không có sự khác biệt đáng kể trong khả năng hấp phụ cân bằng của oxy và nitơ ở cùng áp suất. Do đó, rất khó để đạt được hiệu quả tách oxy và nitơ chỉ dựa trên những thay đổi áp suất. Nếu xét thêm tốc độ hấp phụ, chúng ta có thể phân biệt một cách hữu hiệu các đặc tính hấp phụ của oxy và nitơ. Đường kính phân tử oxy nhỏ hơn so với các phân tử nitơ, vì vậy tốc độ khuếch tán nhanh hơn hàng trăm lần so với nitơ. Do đó, tỷ lệ hấp phụ oxy trên sieves của phân tử cacbon cũng rất nhanh, đạt trên 90% trong khoảng 1 phút; Vào thời điểm này, khả năng hấp phụ của nitơ chỉ khoảng 5%, vì vậy oxy hấp phụ chủ yếu là oxy, trong khi phần còn lại chủ yếu là nitơ. Theo cách này, nếu thời gian hấp phụ được kiểm soát trong vòng 1 phút, ban đầu oxy và nitơ có thể được tách ra. Có nghĩa là hấp phụ và hấp phụ đạt được do chênh lệch áp suất, với sự hấp phụ xảy ra khi áp suất tăng lên và sự mất mát xảy ra khi áp suất giảm xuống. Sự khác biệt giữa oxy và nitơ dựa trên sự khác biệt trong tỷ lệ hấp phụ của chúng, đạt được bằng cách kiểm soát thời gian hấp phụ. Nếu thời gian được kiểm soát là rất ngắn, oxy sẽ được hấp phụ hoàn toàn trong khi nitơ sẽ dừng lại trước khi nó có thể được hấp phụ.
Nguyên tắc tách không khí lạnh để sản xuất nitơ
Sản xuất nitơ lạnh không chỉ có thể sản xuất nitơ mà còn nitơ lỏng, đáp ứng yêu cầu quy trình cho nitơ lỏng và có thể được lưu trữ trong bể lưu trữ nitơ lỏng. Khi có tải gián đoạn nitơ hoặc bảo trì nhỏ của thiết bị tách không khí, nitơ lỏng trong bể lưu trữ đi vào máy bay hơi và được làm nóng trước khi được gửi vào đường ống nitơ sản phẩm để đáp ứng nhu cầu nitơ của thiết bị quy trình. Chu kỳ hoạt động của sản xuất nitơ lạnh (đề cập đến khoảng thời gian giữa hai chu kỳ sưởi ấm lớn) thường là hơn 1 năm, do đó, sản xuất nitơ lạnh thường không xem xét dự phòng. Tuy nhiên, sản xuất nitơ hấp thụ dao động áp suất chỉ có thể sản xuất khí nitơ mà không có phương tiện dự phòng, và một bộ thiết bị duy nhất không thể đảm bảo hoạt động lâu dài liên tục.
Nguyên tắc tách không khí màng cho sản xuất nitơ
Sau khi được nén và lọc bởi máy nén, không khí đi vào bộ lọc màng polymer. Do hệ số hòa tan và khuếch tán khác nhau của các khí khác nhau trong màng, tỷ lệ thấm tương đối của các khí khác nhau trong màng khác nhau. Theo đặc điểm này, các loại khí khác nhau có thể được chia thành “khí nhanh” và “khí chậm”.
Khi khí hỗn hợp chịu sự khác biệt áp suất ở cả hai bên của màng, các khí có tỷ lệ thấm thấm tương đối nhanh, chẳng hạn như nước, hydro, heli, hydro sulfua, carbon dioxide, v.v., đi qua màng và được làm giàu ở phía thấm thấm của màng, trong khi các khí có tỷ lệ thấm thấm tương đối chậm, chẳng hạn như methane, nitơ, carbon monoxide và argon, được giữ ở phía thấm thấm của màng và làm giàu, do đó đạt được mục tiêu tách khí hỗn hợp.
Tính năng thiết bị của máy phát nitơ
Thuận tiện và nhanh
Công nghệ tiên tiến và bộ phân phối dòng khí độc đáo làm cho sự phân phối dòng khí đồng nhất hơn và sử dụng hiệu quả các sàng phân tử carbon, cung cấp khí nitơ đủ điều kiện trong khoảng 20 phút.
Dễ sử dụng
Thiết bị có cấu trúc nhỏ gọn, được lắp ráp toàn bộ, chiếm một diện tích nhỏ, không yêu cầu đầu tư cơ sở hạ tầng và có đầu tư thấp. Nitơ có thể được sản xuất tại chỗ chỉ bằng cách kết nối nguồn cung cấp điện.
Kinh tế
Quá trình PSA là một phương pháp sản xuất nitơ đơn giản sử dụng không khí làm nguyên liệu và chỉ tiêu thụ năng lượng điện được tiêu thụ bởi máy nén không khí. Nó có lợi thế về chi phí vận hành thấp, tiêu thụ năng lượng thấp, và hiệu quả cao.
Hoạt động tự động
PLC nhập khẩu kiểm soát hoạt động hoàn toàn tự động, với tốc độ dòng chảy nitơ ổn định, áp suất và độ tinh khiết, và hiển thị liên tục, cho phép hoạt động không người lái.
ứng dụng rộng rãi
Bảo vệ khí cho quá trình xử lý nhiệt Kim loại, sản xuất khí trong công nghiệp hoá chất và lọc nitơ các bồn chứa và đường ống khác nhau, sản xuất khí cho các sản phẩm cao su và nhựa, loại bỏ ôxy và bao bì bảo quản trong công nghiệp thực phẩm, tinh chế và bao gồm khí trong ngành công nghiệp đồ uống, lọc nitơ và loại bỏ oxy bao bì và container trong ngành công nghiệp dược phẩm. Và khí bảo vệ cho các linh kiện điện tử và các quá trình sản xuất bán dẫn trong công nghiệp điện tử. Độ tinh khiết, tốc độ dòng chảy và áp lực là ổn định và điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu của các khách hàng khác nhau.
Phân loại chính của máy phát nitơ
Tách không khí lạnh hóa cho sản xuất nitơ
Phân tách không khí đông lạnh để sản xuất nitơ là một phương pháp sản xuất nitơ truyền thống với lịch sử gần vài thập kỷ. Nó sử dụng không khí làm nguyên liệu, trải qua nén và tinh chế, và sau đó sử dụng trao đổi nhiệt để hóa lỏng không khí vào không khí lỏng. Không khí lỏng chủ yếu là một hỗn hợp của oxy lỏng và nitơ lỏng. Bằng cách sử dụng các điểm sôi khác nhau của ôxy lỏng và nitơ lỏng (ở 1 bầu khí quyển đầu có điểm sôi -183 ℃, trong khi đó điểm sôi -196 ℃), chúng được tách ra thông qua chưng cất không khí lỏng để thu được khí nitơ. Thiết bị sản xuất nitơ phân tách không khí đông lạnh phức tạp, chiếm một diện tích lớn, có chi phí cơ sở hạ tầng cao, đòi hỏi đầu tư một lần lớn vào thiết bị, có chi phí vận hành cao, sản xuất khí chậm: 12-24h, có yêu cầu lắp đặt cao và có chu kỳ dài. Các yếu tố như thiết bị, lắp đặt và cơ sở hạ tầng toàn diện, quy mô đầu tư của các đơn vị PSA với các thông số kỹ thuật tương tự cho thiết bị dưới 3500Nm3 / h thấp hơn 20% đến 50% so với các thiết bị phân tách không khí đông lạnh. Đơn vị sản xuất nitơ phân tách không khí đông lạnh thích hợp cho sản xuất nitơ công nghiệp quy mô lớn, trong khi sản xuất nitơ trung bình và quy mô nhỏ có vẻ không kinh tế.
Tách không khí sàng phân tử cho sản xuất nitơ
Phương pháp sử dụng không khí làm nguyên liệu thô, sàng phân tử carbon làm chất hấp thụ và nguyên tắc hấp thụ dao động áp suất để hấp thụ một cách chọn lọc oxy và nitơ bằng sàng phân tử carbon để tách nitơ và oxy thường được gọi là sản xuất nitơ PSA. Phương pháp này là một công nghệ sản xuất nitơ mới phát triển nhanh chóng trong những năm 1970. So với các phương pháp sản xuất nitơ truyền thống, nó có lợi thế của dòng chảy quy trình đơn giản, mức độ tự động hóa cao, sản xuất khí nhanh (15-30 phút), tiêu thụ năng lượng thấp, độ tinh khiết sản phẩm có thể điều chỉnh trong phạm vi rộng theo nhu cầu của người dùng, hoạt động và bảo trì thuận tiện, chi phí hoạt động thấp và khả năng thích ứng thiết bị mạnh mẽ. Do đó, nó cạnh tranh cao trong thiết bị sản xuất nitơ dưới 1000Nm3 / h và ngày càng phổ biến trong số người dùng nitơ nhỏ và vừa. Sản xuất nitơ PSA đã trở thành phương pháp ưa thích cho người dùng nitơ nhỏ và vừa
Tách không khí màng cho sản xuất nitơ
Sử dụng không khí làm nguyên liệu thô, trong điều kiện áp suất nhất định, các khí khác nhau với các đặc tính khác nhau như oxy và nitơ được sử dụng để tách oxy và nitơ trong màng với tỷ lệ thấm khác nhau. So với các thiết bị sản xuất nitơ khác, nó có lợi thế của cấu trúc đơn giản hơn, khối lượng nhỏ hơn, không có van chuyển đổi, bảo trì ít hơn, sản xuất khí nhanh hơn (≤ 3 phút) và mở rộng công suất thuận tiện. Nó đặc biệt phù hợp cho người dùng nitơ nhỏ và vừa với độ tinh khiết nitơ ≤ 98%, và có tỷ lệ giá chức năng tốt nhất. Khi độ tinh khiết nitơ trên 98%, giá của nó cao hơn 15% so với máy phát nitơ PSA có cùng thông số kỹ thuật.
Các ngành công nghiệp ứng dụng của hệ thống sản xuất nitơ
Các máy phát nitơ chuyên dụng cho ngành công nghiệp dầu khí phù hợp để bảo vệ nitơ, giao thông, bảo hiểm, thay thế, cứu hộ khẩn cấp, bảo trì, tiêm nitơ và thu hồi dầu trong khai thác dầu và khí đốt đại lục, dầu và khí biển sâu và biển sâu. Nó có đặc điểm của an toàn cao, khả năng thích ứng mạnh mẽ và sản xuất liên tục.
Các máy phát điện nitơ chuyên dụng cho ngành công nghiệp hóa chất thích hợp cho việc chế biến hóa dầu, hóa chất than, hóa chất muối, hóa chất khí tự nhiên, hóa chất tinh chế, vật liệu mới và các sản phẩm hóa học phái sinh của chúng. Nitơ chủ yếu được sử dụng để che phủ, thổi, thay thế, làm sạch, vận chuyển áp suất, kích động phản ứng hóa học, bảo vệ sản xuất sợi hóa học, bảo vệ vệ sinh nitơ và các lĩnh vực khác.
Máy phát điện nitơ chuyên dụng cho ngành công nghiệp luyện Kim thích hợp cho các lĩnh vực như xử lý nhiệt, ủ ánh sáng, sưởi ấm bảo vệ, luyện Kim bột, chế biến đồng và nhôm, thiêu kết vật liệu từ, chế biến Kim loại quý và sản xuất đồ chịu đựng. Nó có các đặc tính của độ tinh khiết cao, sản xuất liên tục, và một số quy trình yêu cầu nitơ phải chứa một lượng hydro nhất định để tăng độ sáng.
Các máy phát điện nitơ chuyên dụng cho ngành công nghiệp khai thác than thích hợp cho phòng cháy và dập lửa, pha loãng khí và khí, và các lĩnh vực khai thác than khác. Nó có ba thông số kỹ thuật: Cố định mặt đất, di động mặt đất và di động ngầm, đáp ứng đầy đủ nhu cầu nitơ trong điều kiện làm việc khác nhau.
Các máy phát nitơ chuyên dụng cho ngành công nghiệp lốp cao su thích hợp để bảo vệ nitơ và uốn nắn trong quá trình lưu hóa cao su và sản xuất lốp xe. Đặc biệt là trong việc sản xuất tất cả lốp xuyên tâm thép, quá trình mới của quá trình tiết kiệm nitơ đã dần dần thay thế quá trình lưu huỳnh hơi nước. Nó có các đặc tính của độ tinh khiết nitơ cao, sản xuất liên tục và áp suất nitơ cao.
Máy phát nitơ chuyên dụng cho ngành công nghiệp thực phẩm thích hợp cho việc lưu trữ hạt xanh, bao bì làm đầy nitơ của thực phẩm, bảo quản rau, niêm phong (đóng hộp) và lưu trữ đồ uống có cồn, vv.
Các máy phát nitơ chứng minh nổ thích hợp cho những nơi có các yêu cầu chống nổ như ngành công nghiệp hóa chất, dầu mỏ và khí tự nhiên.
Các máy tạo nitơ chuyên dụng cho ngành công nghiệp dược phẩm chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực như sản xuất thuốc, lưu trữ, đóng gói và bao bì.
Các máy tạo nitơ cụ thể trong ngành công nghiệp điện tử phù hợp cho sản xuất chất bán dẫn, sản xuất linh kiện điện tử, LED, màn hình tinh thể lỏng LCD, sản xuất pin lithium và các lĩnh vực khác. Các máy phát nitơ có đặc tính độ tinh khiết cao, kích thước nhỏ, tiếng ồn thấp và tiêu thụ năng lượng thấp.
Các máy phát điện nitơ loại Container thích hợp cho dầu mỏ, khí tự nhiên, hóa chất và các lĩnh vực liên quan khác, và có đặc điểm của khả năng thích ứng mạnh mẽ và hoạt động di động.
Xe gắn các phương tiện tạo nitơ di động phù hợp cho các mỏ như khai thác dầu và khí đốt, đường ống thổi, thay thế, giải cứu khẩn cấp, pha loãng khí và chất lỏng dễ cháy trong ngành công nghiệp dầu khí. Chúng được chia thành áp suất thấp, áp suất trung bình và dòng áp suất cao, và có các đặc điểm của tính di động mạnh và hoạt động di động.
Máy làm đầy lốp xe ô tô, chủ yếu được sử dụng để lấp đầy nitơ lốp xe trong các cửa hàng 4S và các cửa hàng sửa chữa, có thể kéo dài tuổi thọ phục vụ của lốp xe, giảm tiêu thụ tiếng ồn và nhiên liệu.