А
генератор азота , также известный как генератор азота, работает путем отделения газообразного азота (N2) из окружающего воздуха, который состоит примерно из 78% азота и 21% кислорода, а также следовых количеств других газов. Существует два основных метода, с помощью которых генераторы азота достигают такого разделения: адсорбция при переменном давлении (PSA) и мембранное разделение. Вот как работает каждый метод:
1. Адсорбция при переменном давлении (PSA):
Процесс PSA основан на дифференциальных характеристиках адсорбции газов на твердом адсорбирующем материале, обычно на углеродных молекулярных ситах. Вот пошаговое объяснение того, как работает генератор азота PSA:
Фаза адсорбции: Процесс начинается с пары адсорбционных колонн, заполненных углеродными молекулярными ситами. На этом этапе в одну колонну подается сжатый воздух (содержащий кислород, азот и другие газы), в то время как другая колонна остается неактивной.
Селективная адсорбция: углеродные молекулярные сита имеют большее сродство к кислороду и другим примесям, чем к азоту. В результате сита адсорбируют кислород и другие примеси газов, позволяя азоту проходить относительно беспрепятственно.
Производство азота: обогащенный азотом газ затем собирается из активной колонны и подается в качестве продуктового газа. Этот азот имеет высокую чистоту, обычно от 95% до 99,999% в зависимости от применения и конструкции генератора.
Переключение колонок: через заданное время или когда активная колонка насыщается адсорбированными газами, колонки меняются ролями. Ранее активная колонка переходит в фазу десорбции, а другая становится активной для производства азота.
Фаза десорбции: на этом этапе адсорбированные газы высвобождаются из насыщенной колонны за счет снижения давления. Этот процесс, известный как десорбция или регенерация, подготавливает колонну к следующему циклу адсорбции.
Непрерывная работа: Генератор циклически чередует фазы адсорбции и десорбции, обеспечивая непрерывную подачу газообразного азота высокой чистоты.
2. Мембранное разделение:
Мембранные генераторы азота используют другой принцип отделения азота от воздуха, основанный на различиях в газопроницаемости через полупроницаемую мембрану. Вот как работает мембранный генератор азота:
Материал мембраны: Генератор содержит мембрану, изготовленную из материала с избирательной проницаемостью. Эта мембрана позволяет молекулам азота проходить через нее легче, чем молекулам кислорода и других газов.
Сжатие воздуха: Сжатый воздух подается на одну сторону мембраны. Этот сжатый воздух содержит смесь кислорода и азота.
Разделение газов: когда воздух проходит через мембрану, молекулы азота диффундируют через мембрану легче, чем молекулы кислорода. Такое избирательное проникновение приводит к образованию потока обогащенного азота на одной стороне мембраны и потока, обогащенного кислородом, на другой стороне.
Сбор азота: газ, обогащенный азотом, собирается со стороны мембраны, через которую он проник, в то время как поток, обогащенный кислородом, может быть выпущен или подвергнут дальнейшей обработке по мере необходимости.
Непрерывная работа: Мембранные генераторы азота обеспечивают непрерывную подачу газообразного азота, пока в систему подается сжатый воздух.
Как PSA, так и мембранные генераторы азота предлагают надежные источники газообразного азота с различными уровнями чистоты и скоростью потока, что делает их пригодными для широкого спектра промышленных, коммерческих и научных применений. Выбор между этими методами зависит от таких факторов, как требуемая чистота, скорость потока и конкретные требования применения.
