Азотные генераторы — это устройства, которые отделяют азот из воздуха для получения высокочистого N₂.
Они работают преимущественно по принципу адсорбции с переменным давлением (PSA) или методом мембранной сепарации.
В этом посте мы кратко объясним основные принципы этих двух методов.
Метод PSA (Pressure Swing Adsorption) — адсорбция с переменным давлением
Принцип работы
Выборочно удаляет кислород, углекислый газ, влагу и другие компоненты воздуха с помощью адсорбентов (главным образом цеолита или активированного угля) для разделения газов.
Процесс работы
Сжатие: Воздух сжимается компрессором и подается в адсорбционную башню.
Адсорбция: Кислород и другие газы адсорбируются на поверхности адсорбента, а азот проходит через фильтр.
Десорбция: Выделяется высокочистый азот, адсорбент регенерируется (очищается) за счет снижения давления.
Переключение: Используются две адсорбционные башни поочередно для непрерывной генерации азота.
Особенности
Обеспечивает производство азота высокой чистоты (более 99%), что делает его пригодным для промышленного применения.
Метод мембранной сепарации
Принцип работы
Разделение азота и кислорода происходит за счет разной скорости проникновения через специальную мембрану.
Процесс работы
Впрыск сжатого воздуха в мембранный модуль.
Избирательная проницаемость: Кислород, углекислый газ и влага быстро проходят через мембрану и удаляются, азот проходит медленнее и отделяется.
Сбор: Выделяется высокочистый азот.
Особенности
Компактность, простота установки и низкие затраты на обслуживание, однако чистота азота обычно ниже, чем при PSA (от 90 до 99%).
Основные характеристики и области применения азотных генераторов
Преимущества
Нет необходимости в отдельном резервуаре для хранения,
Возможность генерации азота на месте и в реальном времени.
Области применения
Упаковка продуктов питания, производство электроники, химическая промышленность, лазерная резка и др.
Чистота
PSA: до 99,999%
Почему так?
Высокая чистота на выходе
PSA обеспечивает стабильное производство ультрачистого азота (99,999% и выше), что идеально подходит для отраслей с высокими требованиями к чистоте, таких как производство полупроводников, химическая переработка и лазерная резка.
Поддержка различных мощностей
Системы PSA могут быть гибко спроектированы для малых и крупных промышленных применений, адаптируясь к разным условиям производства.
Эффективность
Высокая энергетическая эффективность и возможность непрерывной подачи делают их подходящими для массового производства.
Сравнение с мембранным методом
Мембранный метод достигает чистоты около 90–99%,
и в основном используется в небольших установках или мобильном оборудовании
(например, накачка шин, маломасштабная упаковка продуктов).
Хотя его легко устанавливать и обслуживать,
у метода есть ограничения для применения в отраслях, требующих высокой чистоты.
Примеры использования
Мембраны подходят для маломасштабных применений с ограничениями по стоимости и месту,
в то время как PSA предпочитается в точных отраслях, таких как полупроводники, фармацевтика и нефтехимия.
Азотные генераторы — устройства, используемые в различных отраслях,
в основном для отделения азота из воздуха и подачи его с высокой чистотой.
Это способствует снижению затрат, повышению безопасности и улучшению эффективности процессов.
В каких областях применяются азотные генераторы?
Пищевая и напитковая промышленность
Упаковка: Азот используется для удаления кислорода и влаги с целью сохранения свежести продуктов.
Например, азотом наполняют упаковки со снеками, кофе и молочными продуктами для предотвращения окисления и продления срока хранения.
Хранение
Азот замедляет порчу фруктов и овощей во время хранения.
Химическая и нефтехимическая промышленность
Инертная среда: Предотвращает контакт кислорода с химическими реакторами или резервуарами для снижения риска взрыва и сохранения качества химических веществ.
Продувка: Удаляет кислород и другие газы из трубопроводов и оборудования для создания безопасной рабочей среды.
Электронная и полупроводниковая промышленность
Производственные процессы: Азот применяется в процессах, чувствительных к кислороду, в производстве полупроводников для предотвращения окисления и минимизации загрязнений в чистых помещениях.
Пайка: Обеспечивает высокое качество пайки.
Фармацевтическая промышленность
Сохранение лекарств: Азот используется для упаковки и хранения лекарственных препаратов, чувствительных к кислороду, чтобы предотвратить окисление.
Процессы стерилизации: Поддерживает стерильную среду.
Металлообработка и производство
Термическая обработка: Предотвращает окисление во время термообработки и улучшает качество поверхности.
Лазерная резка: Азот предотвращает окисление краев среза и обеспечивает чистое качество реза.
Нефтегазовая промышленность
Управление резервуарами и трубопроводами: Азот используется для продувки и создания инертной среды в резервуарах и трубопроводах, чтобы снизить риск взрыва легковоспламеняющихся веществ.
Оффшорные операции: Применяется на морских буровых платформах для повышения уровня безопасности.
Авиакосмическая промышленность
Накачка шин: Азот используется для накачки авиационных шин для минимизации колебаний давления из-за перепадов температуры и повышения безопасности.
Управление топливными баками: Азот удаляет кислород из топливных баков, снижая риск взрыва.
Другие области применения
Пожаротушение: Применяется в системах пожаротушения для снижения концентрации кислорода и подавления возгораний.
Производство вина: Используется при ферментации и хранении вина для предотвращения окисления.
Преимущества азотных генераторов: краткое резюме!
Экономическая эффективность
В сравнении с цистернами жидкого азота, азотные генераторы обеспечивают долгосрочную экономию после первоначальных вложений.
Подача на месте
Производство азота происходит непосредственно на месте в необходимом объеме, что повышает надежность поставок.
Экологичность
Высокая энергоэффективность и снижение выбросов углерода, связанных с транспортировкой жидкого азота.
Технические особенности
Используется технология PSA (адсорбция с переменным давлением) или мембранная технология для отделения азота из воздуха.
Чистота (95%–99,999%) и производительность могут быть выбраны и адаптированы в соответствии с потребностями отрасли.
Таким образом, азотные генераторы — это ключевое оборудование, которое повышает как производительность, так и безопасность, являясь эффективным отраслевым решением.
Если у вас есть дополнительные вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами в любое время.
