Kan lucht ‘stikstof produceren’? Dit artikel legt het werkingsprincipe van PSA-stikstofgeneratoren Chengdu Yizhi Technol uit

Kan lucht "stikstof produceren"? Dit artikel legt het werkingsprincipe van PSA-stikstofgeneratoren uit
Chengdu Yizhi Technology
Chengdu Yizhi Technology
Wereldwijde dienstverlener voor industriële gasseparatie en -zuivering, oplossingen voor milieubescherming
​Volg haar
Stikstof heeft een breed scala aan toepassingen in de industriële sector - metaalwarmtebehandeling vereist preventie van oxidatie, voedselverpakking vereist het behoud van versheid, en chemische productie vereist inert gas afdichting. 
Hoewel ongeveer 78% van de lucht stikstof is, is het niet gemakkelijk om efficiënt en kosteneffectief hoogzuivere stikstof uit de lucht te scheiden. Vergeleken met de traditionele vloeibare stikstofleveringsmethode, is de PSA-stikstofgenerator (drukzwaaiadsorptie stikstofproductieapparaat) de mainstream on-site stikstofproductieoplossing geworden vanwege zijn eenvoudige structuur, laag energieverbruik en snelle opstart. Het principe kan niet los worden gezien van een belangrijk materiaal - koolstofmoleculair zeef. 
1. Koolstofmoleculair zeef: een microporeus materiaal dat stikstof-zuurstofmoleculen kan "herkennen" 
Koolstofmoleculaire zeven zijn een soort microporeuze adsorbentia gemaakt van steenkool. Hun poriegrootteverdeling is uiterst nauwkeurig en valt precies binnen het kritieke bereik waar zuurstofmoleculen en stikstofmoleculen kunnen diffunderen. 
PSA-stikstofproductie maakt gebruik van precies dit "dynamische scheidings"-principe: 
● De zuurstofmoleculen hebben een kleiner volume en een snellere diffusiesnelheid, en ze kunnen bij voorkeur worden geadsorbeerd door de koolstofmoleculaire zeef. 
De stikstofmoleculen diffunderen langzaam en hebben moeite om de microporiën binnen te dringen, waardoor ze zich ophopen in de gasfase. 
Dit betekent dat wanneer de lucht door de adsorptietoren stroomt, zuurstofmoleculen worden geadsorbeerd terwijl stikstofmoleculen achterblijven. Dit schijnbaar eenvoudige fysieke proces is eigenlijk het resultaat van precieze controle over tijd, druk en debiet. 
II. Drukzwaaiadsorptie: afwisselende cycli van onder druk staande adsorptie en regeneratie onder drukvermindering 
Het PSA-systeem bestaat meestal uit twee adsorptietorens, die afwisselend adsorptie en regeneratie uitvoeren om continue stikstofproductie te realiseren. 
● Onder druk staande adsorptie 
Gecomprimeerde lucht komt de adsorptietoren binnen. Zuurstofmoleculen worden bij voorkeur geadsorbeerd door de koolstofmoleculaire zeef. Het gas dat uit de bovenkant van de toren komt, is hoogzuivere stikstof. 
● Regeneratie onder drukvermindering 
Wanneer de koolstofmoleculaire zeef zijn adsorptieverzadigingspunt bereikt, daalt de druk in de toren, en de zuurstofmoleculen worden gedesorbeerd en afgevoerd. Het adsorbent herwint dan zijn activiteit. 
Als de twee torens afwisselend werken, kan een continue stikstoftoevoer worden gerealiseerd. Het hele proces is volledig geautomatiseerd en vereist geen handmatige bediening. Eenmaal ingeschakeld, kan pure stikstof met een zuiverheid tot 95% tot 99,9995% worden geproduceerd. 

III. Systeemontwerp: verbetering van de scheidingsefficiëntie en stabiliteit 
Om de prestaties van de koolstofmoleculaire zeef volledig te benutten, heeft de stikstofgenerator meerdere optimalisaties ondergaan op het gebied van structuur en besturing: 
● Het ontwerp voor uniforme luchtstroomverdeling zorgt ervoor dat de lucht volledig contact maakt met het adsorbent in de toren, waardoor de benuttingsgraad wordt verbeterd; 
● PLC automatisch besturingssysteem, beheert nauwkeurig de adsorptie- en regeneratietijd, en bewaakt het debiet, de druk en de zuiverheid in realtime; 
De geïntegreerde modulaire structuur zorgt ervoor dat de apparatuur compact is en weinig ruimte inneemt. Het kan gekwalificeerd stikstofgas produceren binnen 20 minuten. 
● Laag energieverbruik. Het hele systeem is uitsluitend afhankelijk van de stroom van de luchtcompressor, en de bedrijfskosten zijn aanzienlijk lager dan die van vloeibare stikstoflevering. 
IV. Toepassingsgebieden: dekking van bijna alle scenario's die "inerte bescherming" vereisen 
De PSA-luchtzuiveraar wordt veel gebruikt in verschillende industriële productieprocessen: 
● Metaalwarmtebehandeling: voorkomt oxidatie en ontkoling; 
● Chemie en farmaceutica: reactiebeveiliging, stikstofspoeling van opslagtanks en leidingen; 
● Voedingsmiddelen en dranken: zuurstofverwijdering voor conservering, stikstofgevulde verpakking; 
● Elektronica-industrie: inerte bescherming bij de productie van halfgeleiders en elektronische componenten. 
De zuiverheid, het debiet en de druk van het stikstofgas dat door de apparatuur wordt afgegeven, kunnen allemaal flexibel worden aangepast aan de arbeidsomstandigheden, en het heeft een extreem sterke aanpasbaarheid. 
V. Een efficiënte methode voor het selecteren van pure stikstof op basis van drukveranderingen 
De PSA-stikstofzuiveringstechnologie gebruikt lucht als grondstof en drukveranderingen als middel. Door de "selectieve adsorptie" van koolstofmoleculaire zeven op microscopisch niveau, bereikt het efficiënte scheiding van stikstof en zuurstof. 
Het vereist geen complexe cryogene apparatuur of externe vloeibare stikstoftoevoer, en kan stabiel hoogzuivere stikstofgas verkrijgen. 
Kortom: 
Luchtinlaat → Drukverandering → Stikstof-zuurstofscheiding → Continue stikstoftoevoer. 
Dit eenvoudige maar efficiënte principe maakt de PSA-stikstofgenerator een van de relatief kosteneffectieve industriële stikstofproductieoplossingen die vandaag de dag beschikbaar zijn.