اصل کار ژنراتور نیتروژن چیست؟

ژنراتور نیتروژن دستگاهی است که گاز نیتروژن را از هوایی که در آن زندگی می‌کنیم تولید می‌کند. این ژنراتور برای جداسازی هوایی که حاوی مخلوطی از نیتروژن و اکسیژن است و به دست آوردن نیتروژن پاک استفاده می‌شود. این کار با استفاده از فیلترها و مواد ویژه‌ای که اکسیژن را جذب کرده و اجازه عبور نیتروژن را می‌دهند، انجام می‌شود. این اغلب گزینه‌ای ترجیحی برای بسیاری از کارخانه‌ها است زیرا نیاز آنها به خرید و نگهداری سیلندرهای نیتروژن را از بین می‌برد. در عوض، آنها می‌توانند در صورت نیاز گاز را در محل تولید کنند. ژنراتور نیتروژن در فرآیندهای صنعتی مختلف، از جمله بسته‌بندی مواد غذایی، تولید لوازم الکترونیکی و حتی برای تهیه نوشیدنی‌ها، که به منبع پایدار و تمیز نیتروژن نیاز دارد، استفاده می‌شوند.

ساختار اساسی یک ژنراتور نیتروژن

ژنراتور نیتروژن اساساً از چندین جزء کلیدی ساخته شده است که با یک جریان سری نسبتاً ساده کار می‌کنند. بخش بعدی بخش مرکزی است که جداسازی در آن انجام می‌شود. مواد ویژه‌ای که در ژنراتور استفاده می‌شوند به عنوان غربال‌های مولکولی شناخته می‌شوند. این مواد به عنوان یک دروازه انتخابی استفاده می‌شوند. غربال مولکول‌های اکسیژن را نگه می‌دارد، اما نیتروژن را نه. دستگاه معمولاً به صورت چرخه‌ای کار می‌کند - یک محفظه گازها را جدا می‌کند و محفظه دیگر تمیز و تنظیم مجدد می‌شود. نیتروژن بدون هیچ توقف طولانی در جریان ثابت است. نیتروژن جدا شده در یک مخزن ذخیره ذخیره می‌شود یا مستقیماً به محل استفاده ارسال می‌شود. در سیستم‌های خاص، یک مخزن بافر وجود دارد که برای تأمین مداوم گاز، حتی زمانی که تقاضای گاز وجود ندارد، استفاده می‌شود. همچنین یک پنل کنترل برای کنترل فشار، زمان‌بندی و جریان وجود دارد، به طوری که نیازی به کنترل دستی مداوم ندارد و همیشه مرتب است. چنین تنظیماتی را می‌توان در یک کارخانه بسته‌بندی مواد غذایی میان وعده اتخاذ کرد. دستگاه نیتروژن را به کیسه‌ها می‌رساند و اکسیژن را حذف می‌کند، که به دستیابی به تازگی طولانی‌تر غذا کمک می‌کند. می‌توان از آن در کارگاه فلزکاری برای گاز نیتروژن مورد استفاده در برش لیزری استفاده کرد که در آن به جریان گاز تمیز و خشک برای تولید لبه‌های صاف نیاز است. وقتی به ساختار به طور کلی نگاه می‌کنیم، همه چیز در مورد جریان هوای مناسب، تمیز کردن مناسب و جداسازی مناسب است. همه آنها عملکرد خاصی دارند و به یکدیگر متصل هستند تا اطمینان حاصل شود که تولید گاز نیتروژن برای همه کاربردهای روزانه قابل اعتماد است.

چگونه نیتروژن توسط ژنراتور تولید می‌شود؟

هوای معمولی برای تولید نیتروژن در یک ژنراتور استفاده می‌شود. هوا از حدود 78٪ N2 و 21٪ O2 و درصد کمی از گازهای دیگر تشکیل شده است. این هوا به دستگاهی که نیتروژن را تصفیه می‌کند، تغذیه می‌شود. ابتدا، هوا از طریق کمپرسور از هوا مکیده شده و تحت فشار به سیستم وارد می‌شود. این فشار بسیار مهم است زیرا به عملکرد صحیح فرآیند جداسازی کمک می‌کند. هوا قبل از انجام مرحله جداسازی اصلی، از فیلترها عبور می‌کند. این فیلترها برای حذف بخار آب، روغن و ذرات بسیار کوچک هستند. دلیل این امر این است که آلودگی و رطوبت می‌توانند به طور بالقوه بر عملکرد سیستم تأثیر بگذارند. پس از تمیز شدن هوا، به مرحله جداسازی برده می‌شود. این کار در بسیاری از موارد انجام می‌شود. مولد نیتروژن PSA توسط ماده‌ای به نام غربال مولکولی. این ماده دارای سوراخ‌های بسیار کوچکی است که به عنوان یک تله انتخابی عمل می‌کند. مولکول‌های اکسیژن برای عبور از غربال بسیار بزرگ هستند و مولکول‌های نیتروژن به اندازه کافی کوچک هستند که از غربال عبور کرده و به جریان خود ادامه دهند. ناحیه جداسازی اصلی. در یک سیستم معمولاً از دو محفظه برای کار در یک چرخه استفاده می‌شود. یکی از محفظه‌ها برای تولید نیتروژن و دیگری برای پاکسازی برای آزاد کردن نیتروژن برای استفاده مجدد استفاده می‌شود. این سوئیچینگ تضمین می‌کند که جریان نیتروژن ثابت و پایدار نگه داشته می‌شود و از وقفه‌های طولانی جلوگیری می‌کند. نیتروژن جدا شده ذخیره شده و به مخزن ذخیره‌سازی یا به جایی که مورد نیاز است تحویل داده می‌شود. برخی از غذاها مانند کیسه‌های تنقلات در خطوط بسته‌بندی مواد غذایی ممکن است توسط نیتروژن بیرون رانده شوند. این به ماندگاری بیشتر چیپس یا بیسکویت کمک می‌کند. همین گاز برای ضد اکسیداسیون در تولید الکترونیک، که در آن فرآیندهای مونتاژ حساس انجام می‌شود، استفاده می‌شود.

وظایف کمپرسور هوا و برج جذب

کمپرسور هوا یکی از مهمترین قسمت‌های ژنراتور نیتروژن است و هوایی را که قرار است در برج جذب فرآوری شود، فشرده می‌کند. کمپرسور هوا یکی از مهمترین قسمت‌های یک ژنراتور نیتروژن کوچک که برای فشرده‌سازی هوا و ارسال آن به برج جذب برای جذب استفاده می‌شود. این دستگاه به گونه‌ای طراحی شده است که هوای معمولی را از محیط مکش کرده و تحت فشار قرار داده و آن را در یک فضای فشرده‌تر ذخیره کند. اهمیت این مرحله در این است که گازها هنگام فشرده‌سازی متفاوت عمل می‌کنند. اگر در طول تولید اولیه تحت فشار قرار نگیرد، بعداً به خوبی از هم جدا نمی‌شوند. کمپرسور همچنین برای تنظیم جریان هوای ثابت در سیستم استفاده می‌شود. برای بسیاری از پیکربندی‌ها، می‌توان آن را به عنوان موتوری در نظر گرفت که همه چیز را روشن نگه می‌دارد. به عنوان مثال، در یک کارخانه بسته‌بندی مواد غذایی، اگر کمپرسور از کار بیفتد، کل منبع نیتروژن خاموش می‌شود و این می‌تواند منجر به توقف سریع تولید شود. هوا فشرده شده و سپس به برج جذب منتقل می‌شود. جداسازی واقعی در این قسمت اتفاق می‌افتد. یک ماده ویژه در داخل برج قرار دارد که می‌تواند مولکول‌های اکسیژن را به هم متصل کند. این ماده معمولاً می‌تواند یک غربال مولکولی باشد. با ورود هوای فشرده، اکسیژن در منافذ کوچک ماده به دام می‌افتد، اما نیتروژن به دام نمی‌افتد و از مواد عبور می‌کند. به طور معمول، می‌توان مشاهده کرد که اکثر ژنراتورهای N2 دارای دو برج جذب هستند که به طور متناوب کار می‌کنند. یک برج برای جداسازی گاز استفاده می‌شود و برج دیگر با تخلیه اکسیژن به دام افتاده تمیز می‌شود. این چرخه رفت و برگشت، سیستم را قادر می‌سازد تا بدون دوره‌های طولانی خاموشی، به کار خود ادامه دهد و N2 تولید کند. به دو نفر فکر کنید که در شیفت‌های متناوب کار می‌کنند، بنابراین هیچ زمانی وجود ندارد که کار انجام نشود.

خلوص را می‌توان با توجه به الزامات برنامه سفارشی کرد

یکی دیگر از ویژگی‌های ژنراتور نیتروژن این است که خلوص گاز نیتروژن را می‌توان بر اساس نیاز تغییر داد. انعطاف‌پذیری عدم نیاز به درجه خلوص یکسان برای همه کارها، این امر را برای استفاده واقعی عملی‌تر می‌کند. خلوص نیتروژن اساساً مقدار نیتروژن موجود در گاز نسبت به سایر گازهای باقیمانده مانند اکسیژن است. می‌توان جریان، فشار و نحوه اجرای فرآیند جذب را تنظیم کرد تا به یک ژنراتور اجازه دهد نیتروژن با خلوص بالاتر یا پایین‌تر تولید کند. اگر نیاز به خلوص بالاتر باشد، جریان عبوری از سیستم کمی کاهش می‌یابد و به غربال مولکولی زمان بیشتری برای حذف اکسیژن می‌دهد. اگر خلوص گاز حیاتی نباشد، سیستم می‌تواند گاز را با نرخ تولید بالاتری تحویل دهد.