في الإنتاج الصناعي ، يستخدم النيتروجين ، باعتباره غازًا صناعيًا مهمًا ، على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الصناعة الكيميائية والغذاء والإلكترونيات. مولدات النيتروجين هي المعدات الرئيسية لفصل النيتروجين عن الهواء وزيادة تركيزه. يتم تحقيق هذا الهدف بشكل أساسي من خلال التقنيات مثل امتصاص التأرجح وانفصال الغشاء. ستشرح لك هذه المقالة مبدأ مولد النيتروجين ينتج النيتروجين.
مبدأ وتركيز زيادة الضغط - تبديل مولد امتصاص النيتروجين
يسمى امتصاص الأرجوحة الضغط أيضًا مولد النيتروجين PSA. إنه حاليًا نوع من مولد النيتروجين مع مجموعة واسعة من التطبيقات. إنه
يعتمد مبدأ العمل على الفرق في خصائص الامتزاز للامتصاصات لجزيئات الغاز المختلفة. وعادة ما يستخدم الغربال الجزيئي الكربوني كمصدر. تحت ضغط معين ، فإن قدرة امتصاص الغربال الجزيئي للكربون إلى غازات الشوائب مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، وبخار الماء أقوى بكثير من نسبة النيتروجين. عندما يدخل الهواء المضغوط إلى برج امتزاز مزود بالخلاب الجزيئي للكربون ، يتم امتصاص غاز الشوائب على سطح الغربال الجزيئي ، ويتدفق النيتروجين عبر برج الامتزاز ، وبالتالي تحقيق النيتروجين الأولي -.
1. البيانات ذات الصلة
أخذ مولد النيتروجين PSA مع حجم معالجة 100 متر مكعب/ساعة على سبيل المثال ، فإن نقاء النيتروجين المنفصل عن الهواء في المرحلة الأولية حوالي 95 ٪. من أجل زيادة تركيز النيتروجين ، يتبنى مولد النيتروجين طريقة تشغيل دورة البرج المتعددة-. ويتكون عمومًا من برجين أو أكثر من امتصاص. عندما يقوم برج امتصاص واحد بإنتاج النيتروجين ، يخضع برج الامتزاز الآخر إلى انخفاض في تجديد الضغط لاستعادة قدرة الامتزاز لعامل الامتزاز. من خلال عملية الدورة بالتناوب ، يمكن تحسين نقاء النيتروجين تدريجياً. يمكن أن تزيد عملية مولد النيتروجين PSA المحسنة بشكل مطرد من نقاء النيتروجين إلى 99.9 ٪ أو حتى أعلى. تظهر الأبحاث أنه في ظل ظروف العملية المناسبة ، يمكن زيادة نقاء النيتروجين بنسبة 2 ٪ إلى 5 ٪ لكل دورة امتزاز إضافية -.
2. في التطبيقات العملية ، هناك العديد من العوامل التي تؤثر على مولد النيتروجين تنتج تركيز النيتروجين. من بينها ، يعد ضغط الامتزاز ووقت الامتزاز معلمات رئيسية. عندما يزداد ضغط الامتزاز من 0.6mpa إلى 0.8mpa ، تزداد كمية الامتزاز من غاز الشوائب عن طريق الغربال الجزيئي للكربون ، ويمكن زيادة نقاء النيتروجين بنسبة 3 ٪ - 5}. يعد تعديل وقت الامتزاز أمرًا بالغ الأهمية أيضًا. إن توسيع وقت الامتزاز بشكل صحيح يمكن أن يجعل المزيد من غازات الشوائب يتم امتصاصه ، وبالتالي تحسين نقاء النيتروجين. ومع ذلك ، فإن وقت الامتزاز المفرط سيقلل من كفاءة إنتاج الغاز لمولد النيتروجين. يتم إبرامها من كمية كبيرة من البيانات التجريبية التي مناسبة للتطبيقات الصناعية العامة ، من الأنسب التحكم في وقت الامتزاز بين 30 و 60 ثانية ، مما لا يمكن فقط ضمان نقاء النيتروجين العالي فحسب ، بل يحافظ أيضًا على كفاءة إنتاج غاز معينة.
مبدأ وتركيز زيادة مولد النيتروجين فصل الغشاء
يستخدم مولد النيتروجين لفصل الغشاء الفرق في معدل نفاذية الغازات المختلفة بواسطة أغشية البوليمر الخاصة لتحقيق فصل النيتروجين والأكسجين. تمر الغازات الجزيئية الصغيرة مثل الأكسجين وبخار الماء في الهواء عبر الغشاء بشكل أسرع من النيتروجين تحت الضغط. عندما يمر الهواء المضغوط عبر مجموعة الغشاء عند ضغط معين ، يمر الأكسجين وغازات الشوائب الأخرى بشكل تفضيلي عبر الغشاء ، بينما يتم تخصيب النيتروجين على الجانب الآخر من الغشاء ، مما يحقق فصل النيتروجين.
1. عرض البيانات ذات الصلة
يتراوح نقاء النيتروجين الأولي لمولد النيتروجين الفاصل بين الغشاء بين 90 ٪ و 95 ٪. من أجل زيادة تركيز النيتروجين ، من ناحية ، يمكن زيادة تأثير فصل الغاز عن طريق زيادة مساحة وحدة الغشاء. تُظهر البيانات التجريبية أنه لكل زيادة بنسبة 20 ٪ في منطقة وحدة الغشاء ، يمكن زيادة نقاء النيتروجين بنسبة 2 ٪ - 3 ٪. من ناحية أخرى ، يمكن أن تؤدي زيادة ضغط المدخول أيضًا إلى تعزيز القوة الدافعة للفصل للغاز ، وبالتالي تحسين نقاء النيتروجين. زيادة ضغط المدخول من 0.5MPa إلى 0.7mpa ، ويمكن زيادة نقاء النيتروجين بنسبة 3 ٪ - 4 ٪. ومع ذلك ، فإن ضغط المدخول المفرط يمكن أن يضر بمجموعة الغشاء ويقلل من عمر الخدمة ، لذلك من الضروري إيجاد نقطة توازن مناسبة في التطبيقات العملية.
2. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مادة وأداء الغشاء لها أيضًا تأثير مهم على تركيز النيتروجين. تحتوي مواد فيلم الأداء العالية الجديدة - ، مثل أفلام البوليميد ، على انتقائية لفصل الغاز أعلى ويمكن أن تفصل غاز النيتروجين والأكسجين بشكل أكثر فعالية. مقارنة بمواد الفيلم التقليدية ، يمكن أن تزيد من نقاء النيتروجين بنسبة 5 ٪ - 8 ٪. في الوقت نفسه ، من خلال تحسين بنية وترتيب وحدة الغشاء ، يمكن تحسين أداء مولد النيتروجين لفصل الغشاء ويمكن تحسين تركيز النيتروجين.
ينتج مولد النيتروجين النيتروجين بشكل أساسي خصائص المواد الممتزات أو الأغشية لفصل النيتروجين عن الهواء وزيادة تركيز النيتروجين من خلال طرق مختلفة من خلال التقنيات مثل امتزاز الأرجوحة للضغط وفصل الغشاء. في التطبيقات العملية ، وفقًا لاحتياجات الإنتاج المختلفة وظروف العملية ، يمكن اختيار تقنية ومعلمات مولد النيتروجين المناسبة للمعلمات لتكافؤ النيتروجين الذي يلبي متطلبات الإنتاج الصناعي بكفاءة وبشكل ثابت.
