A máy tạo nitơ là một hệ thống công nghiệp sản xuất khí nitơ tại chỗ bằng cách tách nó ra khỏi khí nén. Thay vì dựa vào bình chứa nitơ được cung cấp hoặc bình chứa nitơ lỏng, các hệ thống này chiết xuất nitơ—tạo nên 78% bầu khí quyển của Trái đất —và cung cấp nó ở độ tinh khiết từ 95% đến 99,999% tùy theo yêu cầu ứng dụng.
Ưu điểm cốt lõi nằm ở việc loại bỏ các mối lo ngại về hậu cần, chi phí và an toàn liên quan đến các phương pháp cung cấp nitơ truyền thống. Các ngành công nghiệp từ đóng gói thực phẩm đến sản xuất đồ điện tử đều sử dụng máy tạo nitơ để duy trì nguồn cung cấp khí ổn định đồng thời giảm chi phí vận hành lên tới 40-60% so với khi giao xi lanh .
Máy tạo nitơ hoạt động bằng cách lọc khí nén thông qua các công nghệ tách chuyên dụng. Quá trình này bắt đầu bằng việc một máy nén khí cung cấp không khí có áp suất cho máy phát điện, sau đó loại bỏ oxy, hơi nước và các loại khí vi lượng khác để cô lập các phân tử nitơ.
Hiệu quả của quá trình này phụ thuộc vào công nghệ tách được sử dụng, với các phương pháp khác nhau phù hợp với các yêu cầu về độ tinh khiết và tốc độ dòng chảy khác nhau.
Hai công nghệ chính thống trị thị trường sản xuất nitơ, mỗi công nghệ có những ưu điểm riêng biệt cho các ứng dụng cụ thể.
Máy tạo nitơ PSA sử dụng vật liệu sàng phân tử carbon (CMS) để hấp thụ có chọn lọc các phân tử oxy trong khi cho phép nitơ đi qua. Hệ thống bao gồm hai tháp xen kẽ giữa các giai đoạn hấp phụ và tái sinh mỗi 30-120 giây .
Các đặc điểm chính bao gồm:
Hệ thống màng sử dụng màng sợi rỗng với tốc độ thẩm thấu khác nhau cho các phân tử khí khác nhau. Oxy và hơi nước thấm qua thành màng nhanh hơn nitơ, tạo ra dòng giàu nitơ.
Các đặc điểm chính bao gồm:
| tính năng | Máy phát điện PSA | Máy tạo màng |
|---|---|---|
| Độ tinh khiết tối đa | 99,999% | 99,5% |
| Bộ phận chuyển động | Có (van) | Không |
| Hiệu quả năng lượng | Cao hơn | Hạ xuống |
| Chi phí ban đầu | Cao hơn | Hạ xuống |
| Bảo trì | Trung bình | Tối thiểu |
Máy tạo nitơ phục vụ các chức năng quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, nơi môi trường trơ, bảo quản sản phẩm hoặc các ứng dụng an toàn đòi hỏi nguồn cung cấp nitơ đáng tin cậy.
Bao bì khí quyển biến đổi (MAP) sử dụng nitơ để thay thế oxy, kéo dài thời hạn sử dụng bằng cách 200-400% cho các sản phẩm như cà phê, các loại hạt và trái cây sấy khô. Các nhà máy bia sử dụng nitơ để phủ bể chứa và cacbonat hóa, tiêu thụ tới 500 mét khối mỗi ngày trong các hoạt động cỡ trung bình.
Lò hàn sóng và lò phản xạ yêu cầu khí quyển nitơ ở mức Độ tinh khiết 99,99% để ngăn chặn quá trình oxy hóa trong quá trình lắp ráp PCB. Một dây chuyền SMT điển hình tiêu thụ 50-100 mét khối nitơ mỗi giờ, khiến việc sản xuất tại chỗ trở nên cần thiết về mặt kinh tế đối với các cơ sở có sản lượng lớn.
Việc che phủ lò phản ứng, làm khô sản phẩm và làm sạch đường ống đòi hỏi phải có môi trường nitơ được kiểm soát. Cơ sở dược phẩm thường xuyên cần Độ tinh khiết 99,5-99,9% có tài liệu đáp ứng các yêu cầu của FDA 21 CFR Phần 11 đối với hồ sơ điện tử.
Các ứng dụng làm sạch đường ống, kiểm tra áp suất và tăng cường thu hồi dầu tiêu thụ khối lượng nitơ lớn. Nền tảng ngoài khơi ngày càng sử dụng máy tạo màng do chúng thiết kế bộ phận chuyển động bằng không và khả năng chống chuyển động và rung động.
Các hoạt động cắt laser, hàn đồng và ủ sử dụng nitơ để ngăn chặn quá trình oxy hóa và hình thành cặn. Một máy cắt laser có thể tiêu thụ 20-40 mét khối mỗi giờ ở độ tinh khiết 99,999% cho các ứng dụng thép không gỉ.
Vấn đề tài chính đối với máy tạo nitơ tập trung vào việc loại bỏ chi phí cung cấp định kỳ và cải thiện tính linh hoạt trong vận hành.
Đối với một cơ sở tiêu thụ 100 mét khối nitơ mỗi ngày , chi phí hàng năm được phân tích như sau:
Với chi phí hệ thống điển hình dao động từ 25.000 USD đến 150.000 USD tùy thuộc vào yêu cầu về công suất và độ tinh khiết, thời gian hoàn vốn trung bình từ 1,5 đến 3 năm đối với hoạt động liên tục.
Ngoài việc giảm chi phí trực tiếp, máy tạo nitơ còn loại bỏ:
Định cỡ máy tạo nitơ thích hợp yêu cầu phân tích ba thông số quan trọng: tốc độ dòng chảy, mức độ tinh khiết và áp suất vận hành.
Tính mức tiêu thụ giờ cao điểm bằng cách đo mức sử dụng thực tế trong điều kiện sản xuất tối đa. Thêm một Biên độ an toàn 20-30% để tính đến sự tăng trưởng trong tương lai và các biến thể của quá trình. Các hệ thống có phạm vi từ các đơn vị nhỏ có công suất 5 mét khối/giờ đến các cơ sở lắp đặt công nghiệp sản xuất trên 10.000 mét khối/giờ.
Kết hợp đầu ra của trình tạo với nhu cầu ứng dụng thực tế thay vì chỉ định quá mức. Mỗi lần tăng 1% độ tinh khiết trên 99% đòi hỏi Tăng thêm 15-25% năng lượng và thiết bị lớn hơn. Mức độ tinh khiết phổ biến bao gồm:
Máy tạo khí nitơ yêu cầu khí nén khô, sạch với thể tích vừa đủ. Theo nguyên tắc chung, hệ thống PSA cần 4-5 mét khối khí nén để sản xuất 1 mét khối nitơ có độ tinh khiết 99%. Hệ thống màng yêu cầu 5-8 mét khối trên một mét khối sản lượng nitơ.
Máy tạo nitơ yêu cầu bảo trì tối thiểu nhưng quan trọng để đảm bảo hiệu suất ổn định và tuổi thọ cao.
Các công việc bảo trì chính bao gồm:
Hệ thống màng thậm chí còn cần ít sự can thiệp hơn:
Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tuổi thọ là chất lượng khí nén. Ô nhiễm dầu và nước có thể làm hỏng vĩnh viễn phương tiện phân tách trong vòng vài tháng, khiến việc xử lý không khí thích hợp trở nên cần thiết.
Sản xuất nitơ tại chỗ giúp giảm tác động đến môi trường so với các phương pháp phân phối truyền thống đồng thời cải thiện sự an toàn tại nơi làm việc.
Loại bỏ các chuyến xe tải giao hàng giúp giảm lượng khí thải CO2 bằng cách 60-80% so với việc phân phối xi lanh. Một cơ sở sử dụng 100 mét khối mỗi ngày sẽ tiết kiệm được khoảng 15 tấn CO2 mỗi năm bằng cách tránh phát thải từ giao thông vận tải.
Việc tạo ra tại chỗ giúp loại bỏ rủi ro khi xử lý xi lanh áp suất cao và giảm tiếp xúc với chất lỏng đông lạnh. Máy tạo nitơ hoạt động ở 7-10 bar so với 200 bar đối với bình chứa, giảm đáng kể rủi ro hỏng hóc thảm khốc. Ngoài ra, tính khả dụng liên tục giúp người lao động không thể trì hoãn các quy trình an toàn do thiếu gas.
Công nghệ sản xuất nitơ tiếp tục phát triển với những cải tiến về hiệu quả sử dụng năng lượng, tự động hóa và khả năng tích hợp.
Những đổi mới gần đây bao gồm máy nén dẫn động tốc độ thay đổi giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng bằng cách 20-35% trong quá trình vận hành tải một phần, các hệ thống giám sát hỗ trợ IoT dự đoán nhu cầu bảo trì trước khi xảy ra lỗi và các hệ thống lai kết hợp công nghệ PSA và màng để tối ưu hóa hiệu quả trên các cấu hình nhu cầu khác nhau.
Công thức sàng phân tử carbon tiên tiến hiện đạt được độ tinh khiết tương tự ở mức chênh lệch áp suất thấp hơn, giảm yêu cầu năng lượng nén. Một số nhà sản xuất báo cáo Tiết kiệm năng lượng 40% so với các hệ thống từ một thập kỷ trước trong khi chiếm diện tích sàn ít hơn 30%.
TEL: +86-15850254955
EMAIL: [email protected]
ADD: Số 2, Khu công nghiệp phía Nam, thị trấn Sancang, thành phố Đông Đài, thành phố Diêm Thành, tỉnh Giang Tô, Trung Quốc
Bản quyền © Công ty TNHH Công nghệ Thanh lọc Giang Tô Luoming Mọi quyền được bảo lưu.
Nhà sản xuất nhà máy sản xuất oxy Nhà máy sản xuất oxy PSA Nhà cung cấp nhà máy sản xuất oxy PSA
The information provided on this website is intended for use only in countries and jurisdictions outside of the People's Republic of China.
