A
generator dušika , također poznat kao generator plina dušika, radi odvajanjem plina dušika (N2) iz okolnog zraka, koji se sastoji od približno 78% dušika i 21% kisika, zajedno s količinama drugih plinova u tragovima. Postoje dvije primarne metode pomoću kojih generatori dušika postižu ovo odvajanje: adsorpcija uz promjenu tlaka (PSA) i odvajanje membranom. Evo kako svaka metoda funkcionira:
1. Adsorpcija promjene tlaka (PSA):
Proces PSA oslanja se na karakteristike diferencijalne adsorpcije plinova na čvrstom adsorbirajućem materijalu, obično ugljičnim molekularnim sitima. Evo objašnjenja korak po korak o tome kako radi PSA generator dušika:
Faza adsorpcije: Proces počinje s parom adsorpcijskih kolona ispunjenih ugljikovim molekularnim sitima. Tijekom ove faze, komprimirani zrak (koji sadrži kisik, dušik i druge plinove) se uvodi u jednu kolonu, dok druga kolona ostaje neaktivna.
Selektivna adsorpcija: molekularna sita ugljika imaju veći afinitet za kisik i druge nečistoće nego za dušik. Kao rezultat toga, sita apsorbiraju kisik i druge plinove u tragovima, dopuštajući dušiku relativno nesmetan prolaz.
Proizvodnja dušika: Plin obogaćen dušikom zatim se skuplja iz aktivne kolone i isporučuje kao produkt plin. Ovaj dušik je visoke čistoće, obično u rasponu od 95% do 99,999%, ovisno o primjeni i dizajnu generatora.
Promjena kolona: Nakon unaprijed određenog vremena ili kada je aktivna kolona zasićena adsorbiranim plinovima, kolone mijenjaju uloge. Prethodno aktivna kolona ulazi u fazu desorpcije, dok druga kolona postaje aktivna za proizvodnju dušika.
Faza desorpcije: tijekom ove faze, adsorbirani plinovi se oslobađaju iz zasićenog stupca smanjenjem tlaka. Ovaj proces, poznat kao desorpcija ili regeneracija, priprema kolonu za sljedeći ciklus adsorpcije.
Kontinuirani rad: Generator izmjenjuje faze adsorpcije i desorpcije na ciklički način, osiguravajući kontinuiranu opskrbu plinovitim dušikom visoke čistoće.
2. Odvajanje membrane:
Membranski generatori dušika koriste drugačiji princip za odvajanje dušika od zraka na temelju razlika u propusnosti plina kroz polupropusnu membranu. Evo kako radi membranski generator dušika:
Materijal membrane: Generator sadrži membranu izrađenu od materijala sa selektivnom propusnošću. Ova membrana omogućava molekulama dušika da lakše prođu kroz nju nego molekulama kisika i drugim plinovima.
Kompresija zraka: Komprimirani zrak se dovodi na jednu stranu membrane. Ovaj komprimirani zrak sadrži mješavinu kisika i dušika.
Odvajanje plina: Dok zrak struji kroz membranu, molekule dušika difundiraju kroz membranu lakše nego molekule kisika. Ova selektivna propusnost rezultira strujom obogaćenog dušika s jedne strane membrane i strujom obogaćenom kisikom s druge strane.
Skupljanje dušika: Plin obogaćen dušikom skuplja se sa strane membrane kroz koju je prošao, dok se struja obogaćena kisikom može ispustiti ili dalje obraditi prema potrebi.
Kontinuirani rad: Membranski generatori dušika osiguravaju kontinuiranu opskrbu plinovitim dušikom sve dok se komprimirani zrak dovodi u sustav.
I PSA i membranski generatori dušika nude pouzdane izvore plinovitog dušika s različitim razinama čistoće i protoka, što ih čini prikladnima za širok raspon industrijskih, komercijalnih i znanstvenih primjena. Izbor između ovih metoda ovisi o čimbenicima kao što su potrebna čistoća, brzina protoka i specifični zahtjevi primjene.
