آ
مولد نیتروژن که به عنوان مولد گاز نیتروژن نیز شناخته می شود، با جدا کردن گاز نیتروژن (N2) از هوای اطراف کار می کند که تقریباً از 78٪ نیتروژن و 21٪ اکسیژن همراه با مقادیر کمی از گازهای دیگر تشکیل شده است. دو روش اصلی وجود دارد که مولدهای نیتروژن به این جداسازی دست می یابند: جذب نوسان فشار (PSA) و جداسازی غشایی. در اینجا نحوه عملکرد هر روش آمده است:
1. جذب نوسان فشار (PSA):
فرآیند PSA بر ویژگی‌های جذب افتراقی گازها بر روی یک ماده جاذب جامد، معمولاً غربال‌های مولکولی کربن، متکی است. در اینجا یک توضیح گام به گام درباره نحوه عملکرد یک ژنراتور نیتروژن PSA آورده شده است:
مرحله جذب: فرآیند با یک جفت ستون جذب پر از غربال مولکولی کربن شروع می شود. در طی این مرحله، هوای فشرده (حاوی اکسیژن، نیتروژن و سایر گازها) به یک ستون وارد می شود، در حالی که ستون دیگر غیرفعال می ماند.
جذب انتخابی: غربال های مولکولی کربن تمایل بیشتری به اکسیژن و سایر ناخالصی ها نسبت به نیتروژن دارند. در نتیجه، غربال‌ها اکسیژن و سایر گازهای کمیاب را جذب می‌کنند و به نیتروژن اجازه عبور نسبتاً بدون مانع را می‌دهند.
تولید نیتروژن: سپس گاز غنی شده با نیتروژن از ستون فعال جمع آوری شده و به عنوان گاز محصول تحویل داده می شود. این نیتروژن خلوص بالایی دارد و معمولاً بسته به کاربرد و طراحی ژنراتور از 95٪ تا 99.999٪ متغیر است.
تعویض ستون ها: پس از یک زمان از پیش تعیین شده یا زمانی که ستون فعال با گازهای جذب شده اشباع می شود، ستون ها نقش خود را تغییر می دهند. ستون فعال قبلی وارد فاز دفع می شود، در حالی که ستون دیگر برای تولید نیتروژن فعال می شود.
فاز دفع: در طی این فاز گازهای جذب شده با کاهش فشار از ستون اشباع خارج می شوند. این فرآیند که به عنوان دفع یا بازسازی شناخته می شود، ستون را برای چرخه جذب بعدی آماده می کند.
عملکرد پیوسته: ژنراتور بین فازهای جذب و دفع به صورت چرخه ای متناوب می شود و از عرضه مداوم گاز نیتروژن با خلوص بالا اطمینان حاصل می کند.
2. جداسازی غشا:
ژنراتورهای نیتروژن غشایی از یک اصل متفاوت برای جداسازی نیتروژن از هوا بر اساس تفاوت در نفوذپذیری گاز از طریق یک غشای نیمه تراوا استفاده می کنند. در اینجا نحوه عملکرد یک مولد نیتروژن غشایی آمده است:
مواد غشایی: ژنراتور حاوی غشایی است که از ماده ای با نفوذپذیری انتخابی ساخته شده است. این غشاء اجازه می دهد تا مولکول های نیتروژن راحت تر از مولکول های اکسیژن و سایر گازها عبور کنند.
فشرده سازی هوا: هوای فشرده به یک طرف غشا وارد می شود. این هوای فشرده حاوی مخلوطی از اکسیژن و نیتروژن است.
جداسازی گاز: با عبور هوا از غشا، مولکول‌های نیتروژن راحت‌تر از مولکول‌های اکسیژن در غشا پخش می‌شوند. این نفوذ انتخابی منجر به جریانی از نیتروژن غنی شده در یک طرف غشاء و جریان غنی شده با اکسیژن در طرف دیگر می شود.
مجموعه نیتروژن: گاز غنی شده با نیتروژن از سمت غشاء که در آن نفوذ کرده است جمع آوری می شود، در حالی که جریان غنی شده با اکسیژن ممکن است آزاد شود یا در صورت نیاز پردازش شود.
عملکرد مداوم: ژنراتورهای نیتروژن غشایی، تا زمانی که هوای فشرده به سیستم عرضه می شود، گاز نیتروژن مداوم را تامین می کنند.
مولدهای نیتروژن غشایی و PSA منابع قابل اعتمادی از گاز نیتروژن را با سطوح مختلف خلوص و نرخ جریان ارائه می دهند که آنها را برای طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی، تجاری و علمی مناسب می کند. انتخاب بین این روش ها به عواملی مانند خلوص مورد نیاز، سرعت جریان و الزامات کاربردی خاص بستگی دارد.
