A
generator azotu , znany również jako generator azotu, działa poprzez oddzielanie gazowego azotu (N2) od otaczającego powietrza, które składa się z około 78% azotu i 21% tlenu, a także śladowych ilości innych gazów. Istnieją dwie główne metody, dzięki którym generatory azotu osiągają tę separację: adsorpcja zmiennociśnieniowa (PSA) i separacja membranowa. Oto jak działa każda metoda:
1. Adsorpcja zmiennociśnieniowa (PSA):
Proces PSA opiera się na charakterystyce adsorpcji różnicowej gazów na stałym materiale adsorbującym, zazwyczaj na węglowych sitach molekularnych. Oto wyjaśnienie krok po kroku działania generatora azotu PSA:
Faza adsorpcji: Proces rozpoczyna się od pary kolumn adsorpcyjnych wypełnionych węglowymi sitami molekularnymi. Podczas tej fazy do jednej kolumny wprowadzane jest sprężone powietrze (zawierające tlen, azot i inne gazy), podczas gdy druga kolumna pozostaje nieaktywna.
Adsorpcja selektywna: Sita molekularne węgla mają większe powinowactwo do tlenu i innych zanieczyszczeń niż do azotu. W rezultacie sita adsorbują tlen i inne gazy śladowe, umożliwiając stosunkowo niezakłócony przepływ azotu.
Produkcja azotu: Gaz wzbogacony azotem jest następnie zbierany z kolumny aktywnej i dostarczany jako gaz produktowy. Azot ten ma wysoką czystość, zwykle w zakresie od 95% do 99,999%, w zależności od zastosowania i konstrukcji generatora.
Przełączanie kolumn: Po określonym czasie lub gdy aktywna kolumna zostanie nasycona zaadsorbowanymi gazami, kolumny zamieniają się rolami. Kolumna poprzednio aktywna wchodzi w fazę desorpcji, natomiast druga kolumna staje się aktywna do produkcji azotu.
Faza desorpcji: Podczas tej fazy zaadsorbowane gazy są uwalniane z nasyconej kolumny poprzez zmniejszenie ciśnienia. Proces ten, znany jako desorpcja lub regeneracja, przygotowuje kolumnę do następnego cyklu adsorpcji.
Praca ciągła: Generator przełącza fazy adsorpcji i desorpcji w sposób cykliczny, zapewniając ciągły dopływ azotu gazowego o wysokiej czystości.
2. Separacja membranowa:
Membranowe generatory azotu wykorzystują inną zasadę oddzielania azotu od powietrza w oparciu o różnice w przepuszczalności gazu przez półprzepuszczalną membranę. Oto jak działa membranowy generator azotu:
Materiał membrany: Generator zawiera membranę wykonaną z materiału o selektywnej przepuszczalności. Membrana ta umożliwia cząsteczkom azotu łatwiejsze przejście niż cząsteczkom tlenu i innych gazów.
Sprężanie powietrza: Sprężone powietrze jest dostarczane na jedną stronę membrany. Sprężone powietrze zawiera mieszaninę tlenu i azotu.
Separacja gazu: Gdy powietrze przepływa przez membranę, cząsteczki azotu dyfundują przez membranę łatwiej niż cząsteczki tlenu. To selektywne przenikanie skutkuje strumieniem wzbogaconego azotu po jednej stronie membrany i strumieniem wzbogaconym w tlen po drugiej stronie.
Zbieranie azotu: Gaz wzbogacony azotem jest zbierany od strony membrany, przez którą przeniknął, natomiast strumień wzbogacony w tlen można uwolnić lub w razie potrzeby poddać dalszemu przetwarzaniu.
Praca ciągła: membranowe generatory azotu zapewniają ciągły dopływ azotu w postaci gazowej tak długo, jak do systemu dostarczane jest sprężone powietrze.
Zarówno generatory azotu PSA, jak i membranowe oferują niezawodne źródła azotu gazowego o różnym poziomie czystości i natężeniu przepływu, dzięki czemu nadają się do szerokiego zakresu zastosowań przemysłowych, komercyjnych i naukowych. Wybór pomiędzy tymi metodami zależy od takich czynników, jak wymagana czystość, natężenie przepływu i specyficzne wymagania aplikacji.
