porównanie oddzielenia membranowego i PSA Adsorpcja ciśnieniowa

Zasadę działania generatora azotu można streścić w jednym zdaniu:pobierać azot z powietrza i wydalać inne gazy.Powietrze składa się z 78% azotu, 21% tlenu, a pozostały 1% składa się z argonu, dwutlenku węgla, pary wodnej itp. Generator nie wymaga żadnych surowców chemicznych, jedynie energię elektryczną i powietrze, opierając się na fizycznej separacji w celu zwiększenia stężenia azotu.

Istnieją jednak dwa zupełnie różne podejścia techniczne do „sposób sprawdzania”, charakteryzujące się bardzo różną wydajnością i możliwymi do zastosowania scenariuszami. Podzielmy je poniżej.

Droga 1: Separacja membranowa

Zasada:Podstawowym elementem jestwiązka membran z pustych włókien. Kiedy sprężone powietrze przechodzi przez wnętrze rurki membranowej, różne cząsteczki gazu przenikają przez ścianę membrany z różnymi prędkościami - tlen, para wodna i dwutlenek węgla są „szybkimi gazami” i szybko przenikają na zewnątrz membrany i są wydalane; azot jest „gazem powolnym” i pozostaje wewnątrz rurki membranowej aż do wylotu.

Wydajność konwersji:Azot stanowi 78% powietrza wlotowego, a separacja membranowa może zwiększyć stężenie azotu na wylocie do 95% -99,5%. Stopień ekstrakcji (wyjście azotu / azot w powietrzu wejściowym) wynosi zwykle od 30% do 50%, co oznacza, że ​​aby uzyskać 1 metr sześcienny 99,5% azotu, potrzeba około 2,5-3,5 metra sześciennego sprężonego powietrza.

Cechy:

• Brak ruchomych części, cicha praca (45-52 dB), bezobsługowość
• Gaz uwalnia się natychmiast po uruchomieniu, nie wymaga wstępnego podgrzewania.
• Granica czystości wynosi 99,5% i nie może być wyższa.
• Moduły membranowe to materiały eksploatacyjne o żywotności 3-5 lat.

Obowiązujące scenariusze: LC-MSgaz atomizujący/gaz kurtynowy (wymagana czystość 99,5%), gaz atomizujący ELSD,ICPoczyścić gaz.

Trasa 2:Adsorpcja zmiennociśnieniowa PSA

Zasada:Podstawowym elementem jest wieża adsorpcyjna wypełnionawęglowe sito molekularne(CMS), a obie wieże zazwyczaj działają naprzemiennie. Pod ciśnieniem węglowe sito molekularne preferencyjnie adsorbuje cząsteczki tlenu (ponieważ cząsteczki tlenu są mniejsze niż cząsteczki azotu i łatwiej mogą przedostać się do mikroporów sita molekularnego), podczas gdy azot przechodzi bezpośrednio przez nie. Podczas gdy jedna wieża adsorbuje i wytwarza azot, druga wieża rozpręża i uwalnia zaadsorbowany tlen w celu całkowitej regeneracji. Obie wieże pracują cyklicznie i przełączają się, zapewniając ciągłą produkcję gazu.

Wydajność konwersji:PSA może zwiększyć czystość azotu do 99,999%, a nawet 99,9999%. Jednakże im wyższa czystość, tym niższa szybkość ekstrakcji — szybkość ekstrakcji wynosi około 50% przy czystości 99,5% i spada do 25–35% przy 99,999%. Innymi słowy, dążenie do najwyższej czystości wymaga zużycia większej ilości sprężonego powietrza.

Cechy:

• Wysoka czystość (aż do 99,9999%)
• Sita molekularne charakteryzują się długą żywotnością (ponad 10 lat).
• Występuje hałas przełączania zaworów (55-65 dB), który jest głośniejszy niż separacja membranowa.
• Struktura jest złożona, a wymagania konserwacyjne są wyższe.

Obowiązujące scenariusze:gaz nośny GC (99,999%),GC-MSgaz nośny (99,9999%) i wymagania dotyczące gazu o wysokiej czystości.

Porównanie wydajności obu tras

Często pomijany zabójca wydajności

Niezależnie od wybranej technologii,jakość przedniego źródła powietrza bezpośrednio determinuje rzeczywistą wydajność. Jeżeli sprężone powietrze ze sprężarki powietrza będzie zawierało nadmierną ilość oleju i wody, moduł membranowy zostanie zanieczyszczony, a sito molekularne zatrute. Może to skutkować zmniejszoną czystością lub, w poważnych przypadkach, przedwczesną awarią głównych komponentów.

Wiele laboratoriów uważa, że ​​ich generatory z biegiem czasu stają się „mniej czyste”. Problem nie dotyczy samego generatora, ale znajdującej się przed nim suszarki i filtrów, które wymagają wymiany. Inwestycja w dobry układ dolotu powietrza może wydłużyć żywotność kluczowych podzespołów o 40%-60%, co jest inwestycją o wiele bardziej opłacalną niż gonienie za wyższymi parametrami czystości.

Wybór w jednym zdaniu

Aby poznać specyfikację gazu, zapoznaj się z instrukcją obsługi urządzenia — jeśli jest napisane 99,5%, wybierz separację membranową; jeśli jest napisane 99,999%, wybierz PSA. Nie wydawaj dodatkowych pieniędzy na niewykorzystaną czystość i nie idź na kompromis w sprawie niewłaściwej technologii. Jeśli wybierzesz właściwą zasadę, wydajność i koszty będą w sposób naturalny podążać za tym.