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對於使用空氣壓縮機且需要持續供應氮氣的公司來說,投資一台現場變壓吸附 (PSA) 制氮機是一個明智的決定。透過在需要的地方生產氮肥,企業可以擺脫對外部氮肥供應商的依賴。此舉節省了運輸和處理費用,並確保始終有足夠的氮氣供應。  

PSA 製氮機具有成本低、運作可靠等優點。他們採用一種名為變壓吸附(PSA)的複雜方法,在需要時產生氮氣。

PSA製氮機的工作原理是什麼?

壓力擺動吸附 (PSA) 技術是 PSA 制氮機的核心技術,使其成為許多需要穩定、高品質氮氣供應的行業的首選。 

PSA 制氮機的核心是碳分子篩(CMS),它在從壓縮空氣和氣體混合物中分離氮分子方面起著關鍵作用。壓縮空氣在高壓下被導入裝滿 CMS 的容器中。這些碳分子篩能夠選擇性地吸收氧氣和其他氣體,從而收集氮分子作為最終產品。 

燃氣發生器的運作是基於循環過程。當一個腔室處於吸附階段,在高壓下捕獲氣體時,另一個腔室在較低壓力下進行再生,釋放捕獲的氣體,為下一輪做好準備。腔室之間的這種壓力「波動」正是 PSA 制氮機的名稱由來,並確保了氮氣的恆定流量。 

與依靠高壓氣瓶相比,在安裝系統中添加 PSA 氮氣產生器可以大大降低擁有成本。該系統巧妙地利用空氣供應和現場生產能力,這意味著企業不再依賴外部供應,從而節省成本並確保氮氣的可靠供應。 

氮氣純度要求

要自行生產氮氣,首先需要確定所需純度。將清潔乾燥的空氣送入氮氣產生器時至關重要,因為它可以確保產生高品質的氮氣,並保護 CMS 免受潮氣損害。保持進氣溫度在攝氏 10 至 25 度之間,壓力在攝氏 4 至 13 巴之間。壓縮機之後、發電機前應該安裝一台乾燥機來處理空氣。 

如果使用油潤滑壓縮機,則需要油聚結過濾器和碳過濾器來去除空氣到達氮氣發生器之前的雜質。大多數系統設計都內建了感測器,用於監測空氣品質並保護 PSA 系統。 

空氣係數是製氮系統設計中的重要因素,它表示達到一定氮氣產量需要多少壓縮空氣。這是衡量效率的指標:空氣係數越低,發電機效率越高,成本效益越好。

PSA製氮機的優勢

高品質氮氣生產

氮氣產生器可捕捉並轉化我們周圍的空氣,依據系統能力不同,可產出純度高達 99.9995% 的氮氣。產生器能提供穩定的高純度氮氣,並根據需要維持所需的流量與壓力。

全天候可靠性與最小化停機時間

這些產生器提供 24 / 7 不間斷運轉,確保持續的氮氣供應,隨時待命。隨需供應的氮氣意味著作業可以不中斷地進行,減少待機時間。

供應靈活性

氮氣輸出量可快速調整,以滿足不同需求。只要產生器的流量與純度符合任務要求,切換應用便簡單直接,毫無麻煩。

經濟實惠的持有成本與顯著的成本節省

透過取代過時的鋼瓶技術,現場生產氮氣的成本顯著降低,與瓶裝或液態氮氣相比,許多實驗室配置的費用可削減超過 50%。在初期投資之後,長期節省可達 90%,使投資回收期極具價值。

堅固且便利的設計

這些產生器設計堅固,可承受震動與衝擊,且不受油污或濕氣影響,配合定期年度保養,能可靠運轉十年或更久。其緊湊的設計佔用較小空間,使其成為狹窄空間的理想選擇。

應用領域與產業

許多產業在其製造過程中都依賴氮氣產生技術,這些產業包括但不限於: 

  • 食物飲料
  • 石油與天然氣
  • 礦業
  • 製藥、化學與石化工業

在 PSA 製氮機和膜式製氮機之間進行選擇

PSA 系統和膜分離系統各有其獨特的特性和優勢。一般來說,膜分離技術較適合低純度應用,而 PSA 技術較適合高純度應用。 

規格

PSA 製氮機膜式製氮機

可達到的純度

更高純度

高純度

效率

更高

壓力差

1.5~2 bar1~1.5 bar

流動穩定性

入口 / 出口波動

穩定的

需要緩衝罐

需要緩衝儲氣桶與氮氣混合桶不需要

噪音

高(有排氣高峰)

低噪音運行

控制類型

PLC,自動控制

PLC,自動控制

入口溫度

工作溫度最高可達 60°C

工作溫度最高可達 60°C

啟動時間

分鐘 / 小時

重量

中等

維護

低維護極低維護

活動部件

頻繁更換閥門

無需