Может ли воздух «производить азот»? В этой статье объясняется принцип работы генераторов азота PSA Chengdu Yizhi Technol

Может ли воздух «производить азот»? В этой статье объясняется принцип работы азотных генераторов PSA
Чэнду Ичжи Технолоджи
Чэнду Ичжи Технолоджи
Глобальный поставщик решений по разделению и очистке промышленных газов, решений по охране окружающей среды
Подпишитесь на нее
Азот находит широкое применение в промышленности — металлообработка требует предотвращения окисления, упаковка пищевых продуктов — сохранения свежести, а химическое производство — инертного газового уплотнения. 
Хотя около 78% воздуха составляет азот, эффективно и экономично выделить из воздуха азот высокой чистоты непросто. По сравнению с традиционным методом подачи жидкого азота, азотный генератор PSA (устройство для производства азота методом адсорбции при переменном давлении) стал основным решением для производства азота на месте благодаря своей простой конструкции, низкому энергопотреблению и быстрому запуску. Его принцип неотделим от ключевого материала — углеродного молекулярного сита. 
1. Углеродное молекулярное сито: микропористый материал, способный «распознавать» азотно-кислородные молекулы 
Углеродные молекулярные сита — это тип микропористых адсорбентов, изготовленных из угля. Их распределение по размеру пор чрезвычайно точно, точно попадая в критический диапазон, в котором молекулы кислорода и азота могут диффундировать. 
Производство азота методом PSA использует именно этот принцип «динамического разделения»: 
● Молекулы кислорода имеют меньший объем и более высокую скорость диффузии, и они могут быть предпочтительно адсорбированы углеродным молекулярным ситом. 
Молекулы азота диффундируют медленно и с трудом проникают в микропоры, накапливаясь таким образом в газовой фазе. 
Это означает, что когда воздух проходит через адсорбционную колонну, молекулы кислорода адсорбируются, а молекулы азота остаются. Этот, казалось бы, простой физический процесс на самом деле является результатом точного контроля времени, давления и скорости потока. 
II. Адсорбция при переменном давлении: чередующиеся циклы адсорбции под давлением и регенерации при пониженном давлении 
Система PSA обычно состоит из двух адсорбционных колонн, которые чередуются между адсорбцией и регенерацией для достижения непрерывного производства азота. 
● Адсорбция под давлением 
Сжатый воздух поступает в адсорбционную колонну. Молекулы кислорода предпочтительно адсорбируются углеродным молекулярным ситом. Газ, выходящий из верхней части колонны, представляет собой азот высокой чистоты. 
● Регенерация при пониженном давлении 
Когда углеродное молекулярное сито достигает точки насыщения адсорбции, давление внутри колонны снижается, и молекулы кислорода десорбируются и выводятся. Адсорбент затем восстанавливает свою активность. 
Если две колонны работают попеременно, можно добиться непрерывной подачи азота. Весь процесс полностью автоматизирован и не требует ручного управления. После включения питания можно получать чистый азот с чистотой до 95% - 99,9995%. 

III. Конструкция системы: повышение эффективности разделения и стабильности 
Для полного использования характеристик углеродного молекулярного сита азотный генератор претерпел множество оптимизаций с точки зрения структуры и управления: 
● Конструкция равномерного распределения воздушного потока обеспечивает полный контакт воздуха с адсорбентом внутри колонны, тем самым повышая коэффициент использования; 
● Автоматическая система управления ПЛК точно управляет временем адсорбции и регенерации, а также в режиме реального времени контролирует скорость потока, давление и чистоту; 
Интегрированная модульная конструкция обеспечивает компактность оборудования и небольшую занимаемую площадь. Он может производить квалифицированный азотный газ в течение 20 минут. 
● Низкое энергопотребление. Вся система полагается исключительно на мощность воздушного компрессора, а эксплуатационные расходы значительно ниже, чем при подаче жидкого азота. 
IV. Области применения: охватывают почти все сценарии, требующие «инертной защиты» 
Воздушный очиститель PSA широко используется в различных промышленных производственных процессах: 
● Термическая обработка металлов: предотвращение окисления и обезуглероживания; 
● Химическая и фармацевтическая промышленность: защита реакций, продувка азотом резервуаров и трубопроводов; 
● Пищевая промышленность и производство напитков: консервация с удалением кислорода, упаковка с заполнением азотом; 
● Электронная промышленность: инертная защита при производстве полупроводников и электронных компонентов. 
Чистота, скорость потока и давление азотного газа, выдаваемого оборудованием, могут быть гибко отрегулированы в соответствии с условиями работы, и оно обладает чрезвычайно высокой адаптивностью. 
V. Эффективный метод выбора чистого азота на основе изменений давления 
Технология очистки азота PSA использует воздух в качестве сырья и изменения давления в качестве средства. Благодаря «селективной адсорбции» углеродных молекулярных сит на микроскопическом уровне достигается эффективное разделение азота и кислорода. 
Он не требует сложного криогенного оборудования или внешней подачи жидкого азота и может стабильно получать азотный газ высокой чистоты. 
Короче говоря: 
Забор воздуха → Изменение давления → Разделение азота и кислорода → Непрерывная подача азота. 
Этот простой, но эффективный принцип делает азотный генератор PSA одним из относительно экономичных решений для промышленного производства азота, доступных сегодня.