Tạo ra nitơ với công nghệ hấp phụ áp lực (PSA)

Làm thế nào để hấp phụ áp lực hoạt động?

Khi sản xuất nitơ của riêng bạn, điều quan trọng là phải biết và hiểu mức độ tinh khiết mà bạn muốn đạt được. Một số ứng dụng yêu cầu mức độ tinh khiết thấp (từ 90 đến 99%), chẳng hạn như lạm phát lốp và phòng chống cháy, trong khi các ứng dụng khác, chẳng hạn như các ứng dụng trong ngành thực phẩm và đồ uống hoặc đúc nhựa, yêu cầu mức cao (từ 97 đến 99,999%). Trong những trường hợp này, công nghệ PSA là cách lý tưởng và dễ dàng nhất để đi.

Về bản chất, một máy tạo nitơ hoạt động bằng cách tách các phân tử nitơ với các phân tử oxy trong không khí nén. Hấp phụ áp lực làm điều này bằng cách bẫy oxy từ luồng không khí nén bằng cách sử dụng sự hấp phụ. Sự hấp phụ diễn ra khi các phân tử liên kết với chất hấp phụ, trong trường hợp này là các phân tử oxy gắn vào sàng phân tử carbon (CMS). Điều này xảy ra trong hai mạch áp suất riêng biệt, mỗi tàu chứa đầy một CMS, chuyển đổi giữa quá trình tách và quá trình tái sinh. Hiện tại, chúng ta hãy gọi chúng là Tháp A và Tower B.

Để bắt đầu, không khí nén sạch và khô vào tháp A và vì các phân tử oxy nhỏ hơn các phân tử nitơ, chúng sẽ vào lỗ chân lông của sàng carbon. Mặt khác, các phân tử nitơ không thể phù hợp với lỗ chân lông nên chúng sẽ bỏ qua sàng phân tử carbon. Kết quả là, bạn kết thúc với nitơ của độ tinh khiết mong muốn. Giai đoạn này được gọi là giai đoạn hấp phụ hoặc phân tách.

Nó không dừng lại ở đó tuy nhiên. Hầu hết các nitơ được sản xuất trong Tháp A thoát ra khỏi hệ thống (sẵn sàng để sử dụng hoặc lưu trữ trực tiếp), trong khi một phần nhỏ của nitơ được tạo ra được bay vào tháp B theo hướng ngược lại (từ trên xuống dưới). Dòng chảy này được yêu cầu để đẩy oxy được chụp trong giai đoạn hấp phụ trước đó của tháp B. Bằng cách giải phóng áp suất trong tháp B, sàng phân tử carbon mất khả năng giữ các phân tử oxy. Chúng sẽ tách ra khỏi những sàng và được mang đi qua khí thải bằng dòng nitơ nhỏ đến từ tháp A. Bằng cách làm điều đó, hệ thống tạo chỗ cho các phân tử oxy mới để gắn vào sàng trong giai đoạn hấp phụ tiếp theo. Chúng tôi gọi quá trình này là 'làm sạch' một sự tái tạo tháp bão hòa oxy.

Đầu tiên, Tank A nằm trong giai đoạn hấp phụ trong khi Tank B tái tạo. Trong giai đoạn thứ hai, cả hai tàu đều cân bằng áp lực để chuẩn bị cho công tắc. Sau khi chuyển đổi, bể A bắt đầu tái tạo trong khi bể B tạo ra nitơ.

Tại thời điểm này, áp lực ở cả hai tòa tháp sẽ cân bằng và chúng sẽ thay đổi các giai đoạn từ hấp phụ sang tái tạo và ngược lại. CMS trong Tháp A sẽ được bão hòa, trong khi Tháp B, do giảm độ trầm trọng, sẽ có thể khởi động lại quá trình hấp phụ. Quá trình này cũng được gọi là 'swing của áp suất', điều đó có nghĩa là nó cho phép một số loại khí được thu được ở áp suất cao hơn và được giải phóng ở áp suất thấp hơn. Hệ thống PSA hai tháp cho phép sản xuất nitơ liên tục ở mức độ tinh khiết mong muốn.