技術交流

氮氣產生原理:

在氮氣產生機產出氮氣技術，有兩種主要方法：(1)氮氣分離膜(membrane)和(2)變壓吸附法(PSA）。每種方法都有其優點和缺點，在於使用者需求條件而選定：

這兩種類型的產生器都從壓縮空氣中產生高純度的氮氣，但它們以兩種截然不同的方式產生，在它們的設計和維護方式是不同的。

(1) 隔膜分離技術的氮氣產生機的核心是分離膜。該分離膜由數千根中空纖維組成。每根纖維的膜壁都可滲透氣體分子，有些氣體比其他氣體更容易通過膜壁。這些氣體，包括氧氣，CO2和水蒸氣，通過纖維壁並排出到大氣中。而「慢速」氣體氮氣以更慢的速度通過纖維壁，如此在分離膜出口處便可得到高純度的氮氣流。分離膜上沒有轉動組件，只需控制通過膜的壓縮空氣的壓力和流速即可產生高純度的氮氣。這是一個較簡單的系統提供較低純度99.5%的氮氣，因為分離膜沒有再生。為了保護膜免受碳氫化合物的侵害，建議在氣源上添加活性碳篩。

(2) PSA氮氣發生機利用碳分子篩(CMS）材料，從壓縮空氣中剝離氧氣。CMS材料由多孔碳組成，孔徑可精細控制。當壓縮空氣通過材料時，氧分子被吸附到孔隙中，而較大的氮分子可以進入排放氣。最終，CMS將被氧分子飽和，氣體分離將不再發生。因此，PSA產生器始終設計有兩個或多個吸附塔。一個塔正在主動分離產生氮氣體。而另一個塔則在再生過程，高純度氮氣通過它來將氧氣作為廢氣排出。產生器大約每60秒在兩塔之間切換一次。因為需要在兩個吸附塔之間切換，導致需要多個自動控制閥，增加了裝置中的潛在故障點。此外，通常需要一個氮氣緩衝槽，以確保在兩個吸附塔柱之間切換期間，穩定輸出氮氣的壓力和流率。該過程是全自動控制，連續生產清潔、乾燥和高純度的氮氣，純度超過99.999%。

壓縮空氣源的品質要求:

(1)Membrane Separation:

每台產生器都包括線上過濾器，以去除顆粒，液態水，並在進入分離膜之前從氣流中去除碳氫化合物。有些分離膜在設計材質上可過濾掉水蒸氣，無需在裝置上游使用冷凍式或乾燥式乾燥機。

(2)Pressure Swing Adsorption (PSA):

變壓吸附式氮產生機通常包括線上過濾器，以去除顆粒，並在其空氣源管路中去除碳氫化合物，以保護CMS材料。然而，PSA單元中的CMS材料可能會受到空氣源中的水/水蒸氣的不利影響。水蒸氣也會被CMS材料吸附，降低分離過程的效率，導致氮氣純度降低。除此之外，如果吸附塔中存在任何殘留水或發生冷凝，則CMS材料可能會損壞。液態水會導致CMS材料的竄流，導致氣流通過床層並降低產量。在某些情況下，CMS可能會損壞，需要完全更換。因此，PSA氮氣產生機始終需要在入口氣流上使用冷凍式空氣乾燥器，從而導致另一個潛在的故障點並增加電力消耗。

維護工作:

(1) 分離膜：由於膜分離技術需要很少的活動組件，減少了設備體積，並顯著節省了材料和人工安裝成本。離膜具有5-20年的預期壽命。更換膜的成本約氮氣產生器成本的25%。在現場更換氮氣膜所涉及的工作力最少，約在一小時內完成，使設備恢復正常運行.

(2)變壓吸附（PSA）:需要較多的控制裝置、閥門、吸附床、冷凍式乾燥機和氮氣緩衝罐導致設備體積變大，且更重。這導致安裝成本更高，安裝點的空間要求更高。如果進行適當的維護和空氣過濾，CMS材料的使用壽命為20年以上。但是，CMS的更換工作將拆卸兩個吸附塔，更換CMS材料外，PSA產生器的複雜性增加了設備的額外故障點，無論是在控制單元或切換流量的自動閥門。

選用一台適用的氮氣產生機:

產業別:

您的公司需要的氮氣產生機類型，取決於您的行業以及您需要多少氮氣。

(1) 分離膜技術。這種類型的產生機允許可調節的氮氣純度水準，範圍從95%到99.5%，流量高達500 m3 / h。這是石油和天然氣，採礦，海洋應用，輪胎充氣，防火以及一些食品和飲料應用的理想選擇。

(2) 變壓吸附PSA技術氮氣產生機可產生接近99.999%的氮氣純度，流量高達1100 NM3 / h。這使其成為塑膠成型、冶金、分析儀、製藥或食品和飲料應用的理想選擇。

氮氣輸出需求量:

從長遠來看，氮氣產生機的氮氣產出量超過您的企業可以使用的氮氣，最終將花費您的錢。另一方面，如果您的使用量超過生產量，則生產速度會變慢。例如，啤酒廠不會像大型醫療機構那樣使用那麼多的氮。將系統盡可能與您的需求相匹配非常重要。這是確保您從現場氮生產中獲得最大收益的最佳方式。

純度需求水平: 99.5%分界點:

需要生產的氮氣的純度水平是重要考慮因素。例如，95%的純度是95%的氮氣和5%的氧氣和其他惰性氣體。在高純度的情況下，可以將其標記為PPM產品氣體中剩餘的氧氣。在這種情況下，10 PPM殘氧與99.999%的純氮是同一回事。
純度水平準在95至99.5範圍時，可以使用分離膜技術。

當純度水平需要高於99.5%值時，使用變壓吸附PSA技術。

安裝位置及空間:

氮氣產生機有桌上型、落地型、獨立櫃各種尺寸。

設置預算:

投資氮氣產生機將有前期設置成本，但從長遠來看可以為您節省資金，而不須支付氮氣費用及經常更換鋼瓶的行政作業。根據您使用的氮氣量以及操作規模，您通常可以快速看到此投資的回報。氮氣產生機成本5,000美元左右開始，最高可達30,000美元。這就是為什麼在購買之前瞭解您當前的使用方式和需求非常重要的原因。

選擇具備服務人員的供應商:

氮氣產生機不需頻繁的維護。但當發生故障時，你需要協助時，要使系統快速恢後正常，那麼您應慎選具備服務人員的供應商。