A
kvävegenerator , även känd som en kvävgasgenerator, fungerar genom att separera kvävgas (N2) från den omgivande luften, som består av cirka 78 % kväve och 21 % syre, tillsammans med spårmängder av andra gaser. Det finns två primära metoder genom vilka kvävegeneratorer uppnår denna separation: trycksvängningsadsorption (PSA) och membranseparation. Så här fungerar varje metod:
1. Pressure Swing Adsorption (PSA):
PSA-processen bygger på de differentiella adsorptionsegenskaperna hos gaser på ett fast adsorbentmaterial, typiskt kolmolekylsilar. Här är en steg-för-steg förklaring av hur en PSA-kvävegenerator fungerar:
Adsorptionsfas: Processen börjar med ett par adsorptionskolonner fyllda med kolmolekylsilar. Under denna fas införs komprimerad luft (innehållande syre, kväve och andra gaser) i en kolonn, medan den andra kolonnen förblir inaktiv.
Selektiv adsorption: Kolmolekylsilarna har en större affinitet för syre och andra föroreningar än för kväve. Som ett resultat adsorberar siktarna syret och andra spårgaser, vilket gör att kvävet kan passera relativt obehindrat.
Kväveproduktion: Den kväveberikade gasen samlas sedan upp från den aktiva kolonnen och levereras som produktgas. Detta kväve är av hög renhet, vanligtvis från 95 % till 99,999 % beroende på applikationen och generatorns design.
Byte av kolumner: Efter en förutbestämd tid eller när den aktiva kolonnen är mättad med adsorberade gaser byter kolonnerna roller. Den tidigare aktiva kolonnen går in i desorptionsfasen, medan den andra kolonnen blir aktiv för kväveproduktion.
Desorptionsfas: Under denna fas frigörs de adsorberade gaserna från den mättade kolonnen genom att minska trycket. Denna process, känd som desorption eller regenerering, förbereder kolonnen för nästa adsorptionscykel.
Kontinuerlig drift: Generatorn växlar mellan adsorptions- och desorptionsfaserna på ett cykliskt sätt, vilket säkerställer en kontinuerlig tillförsel av högren kvävgas.
2. Membranseparation:
Membrankvävegeneratorer använder en annan princip för att separera kväve från luft baserat på skillnader i gaspermeabilitet genom ett semipermeabelt membran. Så här fungerar en membrankvävegenerator:
Membranmaterial: Generatorn innehåller ett membran tillverkat av ett material med selektiv permeabilitet. Detta membran tillåter kvävemolekyler att passera igenom lättare än syremolekyler och andra gaser.
Luftkompression: Tryckluft tillförs ena sidan av membranet. Denna tryckluft innehåller en blandning av syre och kväve.
Gasseparation: När luften strömmar genom membranet diffunderar kvävemolekylerna genom membranet lättare än syremolekyler. Denna selektiva permeation resulterar i en ström av anrikat kväve på ena sidan av membranet och en syreberikad ström på den andra sidan.
Kväveuppsamling: Den kväveberikade gasen samlas upp från den sida av membranet där den har trängt igenom, medan den syreberikade strömmen kan frigöras eller vidarebearbetas efter behov.
Kontinuerlig drift: Membrankvävegeneratorer ger en kontinuerlig tillförsel av kvävgas så länge som tryckluft tillförs systemet.
Både PSA- och membrankvävegeneratorer erbjuder pålitliga källor för kvävgas med varierande nivåer av renhet och flödeshastigheter, vilket gör dem lämpliga för ett brett spektrum av industriella, kommersiella och vetenskapliga tillämpningar. Valet mellan dessa metoder beror på faktorer som erforderlig renhet, flödeshastighet och specifika applikationskrav.
