Questo articolo spiega il principio di funzionamento dei generatori di azoto PSA
Tecnologia Chengdu Yizhi
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Fornitore globale di servizi per la separazione e la depurazione di gas industriali, soluzioni di protezione ambientale
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L'azoto ha un'ampia gamma di applicazioni nel campo industriale: il trattamento termico dei metalli deve prevenire l'ossidazione, l'imballaggio degli alimenti deve mantenere la freschezza,e la produzione chimica richiede sigillamento del gas inerte.
Anche se circa il 78% dell'aria è costituito da azoto, non è facile separare l'azoto di alta purezza dall'aria in modo efficiente ed economico.il generatore di azoto PSA (dispositivo di produzione di azoto ad assorbimento a oscillazione a pressione) è diventato la soluzione di produzione di azoto in loco più diffusa a causa della sua struttura sempliceIl suo principio non può essere separato da un materiale chiave: il setaccio molecolare al carbonio.
1. seta molecolare di carbonio: un materiale microporoso in grado di "riconoscere" le molecole di azoto-ossigeno
I setacci molecolari di carbonio sono un tipo di microporous adsorbente fatto di carbone.che rientrano esattamente nell'intervallo critico in cui le molecole di ossigeno e le molecole di azoto possono diffondersi.
La produzione di azoto PSA utilizza precisamente questo principio di "separazione dinamica":
● Le molecole di ossigeno hanno un volume minore e una velocità di diffusione più rapida, e possono essere preferibilmente assorbite dal setaccio molecolare del carbonio.
Le molecole di azoto si diffondono lentamente e hanno difficoltà a penetrare nei micropori, accumulandosi così nella fase gassosa.
Ciò significa che quando l'aria passa attraverso la torre di assorbimento, le molecole di ossigeno vengono assorbite mentre le molecole di azoto rimangono indietro.Questo processo fisico apparentemente semplice è in realtà il risultato di un preciso controllo nel tempo, pressione e portata.
II. Adsorbimento a oscillazione di pressione: cicli alternativi di adsorbimento a pressione e di rigenerazione a pressione
Il sistema PSA è generalmente costituito da due torri di adsorbimento, che alternano adsorbimento e rigenerazione per ottenere una produzione continua di azoto.
● Adsorbimento a pressione
L'aria compressa entra nella torre di assorbimento e le molecole di ossigeno vengono preferibilmente assorbite dal setaccio molecolare di carbonio.
● Riduzione della pressione e rigenerazione
Quando il setaccio molecolare di carbonio raggiunge il suo punto di saturazione di adsorbimento, la pressione all'interno della torre diminuisce e le molecole di ossigeno vengono desorbate e scaricate.L'assorbente riprende quindi la sua attività.
Se le due torri funzionano alternativamente, si può ottenere una fornitura continua di azoto.azoto puro di purezza fino a 95%-99%.9995% può essere prodotto.
III. Progettazione del sistema: migliorare l'efficienza e la stabilità della separazione
Al fine di sfruttare appieno le prestazioni del setaccio molecolare al carbonio, il generatore di azoto ha subito molteplici ottimizzazioni in termini di struttura e controllo:
● La distribuzione uniforme del flusso d'aria garantisce che l'aria entri pienamente in contatto con l'adsorbente all'interno della torre, migliorando così il tasso di utilizzo;
● sistema di controllo automatico PLC, gestisce con precisione il tempo di assorbimento e rigenerazione e monitora in tempo reale la portata, la pressione e la purezza;
La struttura modulare integrata garantisce che l'apparecchiatura sia compatta e occupi un piccolo spazio.
● Basso consumo energetico: l'intero sistema dipende esclusivamente dalla potenza del compressore d'aria e il costo operativo è significativamente inferiore a quello dell'alimentazione di azoto liquido.
IV. Ambiti d'applicazione: copre quasi tutti gli scenari che richiedono una "protezione inerte"
Il depuratore d'aria PSA è ampiamente utilizzato in vari processi di produzione industriale:
● Trattamento termico dei metalli: impedisce l'ossidazione e la decarborizzazione;
● Prodotti chimici e farmaceutici: protezione contro le reazioni, depurazione dell'azoto nelle vasche di stoccaggio e nelle condotte;
● Alimenti e bevande: conservazione per rimuovere l'ossigeno, imballaggio pieno di azoto;
● Industria elettronica: protezione inerte nella produzione di semiconduttori e componenti elettronici.
La purezza, il flusso e la pressione del gas di azoto prodotto dall'apparecchiatura possono essere regolati in modo flessibile in base alle condizioni di lavoro e hanno una grande adattabilità.
V. Un metodo efficace per la selezione di azoto puro basato su variazioni di pressione
La tecnologia di purificazione dell'azoto PSA utilizza l'aria come materia prima e i cambiamenti di pressione come mezzo.si ottiene un'efficiente separazione di azoto e ossigeno.
Non richiede strutture criogeniche complesse o forniture esterne di azoto liquido e può ottenere gas azoto di alta purezza in modo stabile.
In breve:
Inserimento d'aria → variazione di pressione → separazione azoto-ossigeno → alimentazione continua di azoto.
Questo principio semplice ma efficiente rende il generatore di azoto PSA una delle soluzioni di produzione di azoto industriale relativamente convenienti disponibili oggi.