V priemyselnej výrobe sa dusík ako dôležitý priemyselný plyn široko používa v mnohých oblastiach, ako je chemický priemysel, potraviny a elektronika. Generátory dusíka sú kľúčovým zariadením na oddelenie dusíka od vzduchu a zvyšovanie jeho koncentrácie. Tento cieľ sa dosahuje hlavne technológiami, ako je adsorpcia tlakového výkyvu a separácia membrány. Tento článok vám vysvetlí princíp generátora dusíka produkuje dusík.
Princíp a koncentrácia Zvýšenie tlaku - prepínanie generátora adsorpcie dusíka
Adsorpcia tlakového výkyvu sa tiež nazýva generátor dusíka PSA. V súčasnosti je to druh generátora dusíka so širokou škálou aplikácií. Svoj
Pracovný princíp je založený na rozdiele v adsorpčných charakteristikách adsorbentov pre rôzne molekuly plynu. Molekulárne sito uhlíka sa zvyčajne používa ako adsorbent. Pri určitom tlaku je adsorpčná kapacita molekulárneho sita uhlíka na nečisté plyny, ako je kyslík, oxid uhličitý, vodná para je oveľa silnejšia ako dusík. Keď stlačený vzduch vstupuje do adsorpčnej veže vybavenej molekulárnym sitom uhlíka, nečistota sa adsorbuje na povrchu molekulárneho sita a dusík preteká cez adsorpčnú vežu, čím sa dosahuje predbežný dusík -}}}} oxygen.
1. Súvisiace údaje
Ako príklad, ktorý sa vezme na generátor dusíka PSA s objemom spracovania 100 metrov kubických/hodinu, čistota dusíka oddelená od vzduchu v počiatočnej fáze je asi 95%. Aby sa ďalej zvýšila koncentrácia dusíka, generátor dusíka prijíma metódu prevádzky cyklu vežového cyklu viacerých -. Spravidla sa skladá z dvoch alebo viacerých adsorpčných veží. Keď jedna adsorpčná veža vykonáva produkciu dusíka, druhá adsorpčná veža podstúpi zníženú regeneráciu tlaku na obnovenie adsorpčnej kapacity adsorpčného činidla. Prostredníctvom tejto striedavej prevádzky cyklu je možné postupne zlepšovať čistotu dusíka. Optimalizovaný proces generátora dusíka PSA môže neustále zvyšovať čistotu dusíka na 99,9% alebo ešte vyššiu. Výskum ukazuje, že za vhodných procesných podmienok sa môže čistota dusíka zvýšiť približne o 2% až 5% pre každú ďalšiu adsorpciu - regeneračný cyklus.
2. V praktických aplikáciách existuje mnoho faktorov, ktoré ovplyvňujú generátor dusíka spôsobuje koncentráciu dusíka. Medzi nimi sú adsorpčné tlak a čas adsorpcie kľúčové parametre. Keď sa adsorpčný tlak zvyšuje z 0,6 MPa na 0,8 MPa, zvyšuje sa adsorpčné množstvo plynu nečistoty pomocou uhlíkového molekulárneho sita a čistota dusíka sa môže zvýšiť o 3% - 5%. Je tiež rozhodujúce nastavenie času adsorpcie. Správne predĺženie doby adsorpcie môže byť adsorbované viac nečistoty, čím sa zlepší čistota dusíka. Nadmerná doba adsorpcie však zníži účinnosť výroby plynu generátora dusíka. Z veľkého množstva experimentálnych údajov sa vyvodzuje, že pri všeobecných priemyselných aplikáciách je vhodnejšie kontrolovať adsorpčný čas medzi 30 a 60 sekundami, čo môže zabezpečiť nielen vysokú čistotu dusíka, ale tiež udržiavať určitú účinnosť výroby plynu.
Princíp a zvýšenie koncentrácie generátora dusíka separácie membrány
Generátor membránového separačného dusíka používa rozdiel v miere permeability rôznych plynov špeciálnymi polymérnymi membránami na dosiahnutie separácie dusíka a kyslíka. Malé molekulárne plyny, ako je kyslík a vodná para vo vzduchu, prechádzajú cez membránu rýchlejšie ako dusík pod tlakom. Keď stlačený vzduch prechádza cez membránovú zostavu pri určitom tlaku, kyslíkové a iné nečistoty prechádzajú prednostne cez membránu, zatiaľ čo dusík je obohatený na druhej strane membrány, čím sa dosahuje separácia dusíka.
1. Súvisiace zobrazenie údajov
Počiatočná čistota dusíka generátora separácie membrány je vo všeobecnosti medzi 90% a 95%. Aby sa zvýšila koncentrácia dusíka, na jednej strane sa môže separačná účinok plynu zvýšiť zvýšením plochy membránového modulu. Experimentálne údaje ukazujú, že za každých 20% zvýšenia oblasti membránového modulu sa čistota dusíka môže zvýšiť o 2% - 3%. Na druhej strane, zvýšenie tlaku v príjme môže tiež zvýšiť separačnú hnaciu silu plynu, čím sa zlepší čistota dusíka. Zvýšte tlak v príjme z 0,5 MPa na 0,7 MPa a čistota dusíka sa môže zvýšiť o 3% - 4%. Nadmerný tlak na nasávanie však môže poškodiť zostavu membrány a skrátiť jej životnosť, takže v praktických aplikáciách je potrebné nájsť vhodný bod rovnováhy tlaku.
2. Okrem toho majú materiál a výkon membrány dôležitý vplyv na koncentráciu dusíka. Nové vysoké - výkonnostné filmy, ako sú polyimidové filmy, majú vyššiu selektivitu separácie plynu a môžu účinnejšie oddeliť dusík a kyslíkový plyn. V porovnaní s tradičnými filmovými materiálmi môže zvýšiť čistotu dusíka o 5% - 8%. Zároveň optimalizáciou štruktúry a usporiadania membránového modulu je možné ďalej zlepšiť výkon generátora separácie membrány a môže sa zlepšiť koncentrácia dusíka.
Generátor dusíka produkuje dusík hlavne využíva charakteristiky adsorbentov alebo membrán na oddelenie dusíka od vzduchu a zvýšenie koncentrácie dusíka rôznymi metódami prostredníctvom technológií, ako je adsorpcia tlakového výkyvu a separácia membrány. V praktických aplikáciách je možné podľa rôznych výrobných potrieb a podmienok procesu zvoliť vhodnú technológiu dusíka a parametre zariadenia na efektívne a stabilne produkovať vysoký - čistotný dusík, ktorý spĺňa požiadavky na priemyselnú výrobu.
