מפעל גז חנקן PSA

הטכנולוגיה של ייצור אוויר-לחנקן עם שימוש בתהליכי ספיחה במחוללי חנקן נחקרת היטב ומיושמת באופן נרחב במתקנים תעשייתיים להחזרת חנקן בטוהר גבוה.

עקרון הפעולה של מחולל חנקן העושה שימוש בטכנולוגיית הספיחה מבוסס על התלות של קצבי הספיחה המופיעים על ידי מרכיבי תערובת גזים שונים בגורמי לחץ וטמפרטורה. בין מפעלי ספיחת חנקן מסוגים שונים, מחולל גז חנקן PSA מצא את היישום הרחב ביותר ברחבי העולם.

תכנון המערכת מבוסס על ויסות ספיחת גזים והתחדשות סופחים באמצעות שינוי לחצים בשני כלים המכילים סופחים. תהליך זה דורש טמפרטורה קבועה, קרובה לסביבה. בתהליך זה, החנקן מיוצר על ידי המפעל בלחץ מעל האטמוספירה, בעוד שחידוש הסופח מתבצע בלחץ מתחת לאטמוספירה.

תהליך ספיחת הנדנדה בכל אחד משני הסופחים מורכב משני שלבים הפועלים למשך מספר דקות. בשלב הספיחה חמצן, H₂O ו-CO₂מולקולות מתפזרות לתוך מבנה הנקבוביות של הסופח, בעוד שלמולקולות החנקן מותר לנוע דרך הכלי המכיל סופח. בשלב ההתחדשות הרכיבים הנספגים משתחררים מהסופח היוצא לאטמוספירה. לאחר מכן, התהליך חוזר על עצמו פעמים רבות.

טוהר חנקן גבוה:

מפעלי מחולל גז חנקן PSA מאפשרים ייצור חנקן בטוהר גבוה מהאוויר, שמערכות הממברנות אינן מסוגלות לספק - עד 99.9995% חנקן. אבל ברוב המקרים הם לא מייצרים יותר מ-98.8% חנקן כשהיתר הוא ארגון שאינו מופרד מהחנקן בתהליך ה-PSA הרגיל. הארגון בדרך כלל אינו מהווה בעיה, מכיוון שארגון אינרטי יותר מחנקן. טוהר החנקן הזה עשוי להיות מובטח גם על ידי מערכות קריוגניות, אך הן מורכבות במידה ניכרת ומוצדקות רק על ידי נפחי צריכה גדולים. מחוללי החנקן משתמשים בטכנולוגיית CMS (מסננת מולקולרית פחמן) כדי לייצר אספקה ​​רציפה של חנקן בטוהר גבוה במיוחד וזמינים עם מדחסים פנימיים או בלי.

עלויות תפעול נמוכות:

על ידי החלפת מפעלי הפרדת אוויר לא מעודכנים, החיסכון בייצור חנקן עולה במידה רבה על 50%. העלות נטו של חנקן המיוצר על ידי מחוללי חנקן נמוכה משמעותית מהעלות של חנקן בבקבוק או נוזלי.

השפעה סביבתית:

הפקת גז חנקן על ידי PSA היא גישה בת קיימא, ידידותית לסביבה וחסכונית באנרגיה לאספקת גז חנקן טהור, נקי ויבש. בהשוואה לאנרגיה הדרושה למפעל הפרדת אוויר קריוגני והאנרגיה הדרושה להובלת החנקן הנוזלי מהמפעל למתקן, חנקן שנוצר צורך פחות אנרגיה ויוצר הרבה פחות גזי חממה.

תעשיות מזון ומשקאות:

ברגע שמייצרים מזון או משקאות, או קוטפים פירות וירקות, מתחיל תהליך יישון עד לדעיכה מוחלטת של המוצרים. זה נגרם על ידי תגובות כימיות עם חמצן, חיידקים ואורגניזמים אחרים. גנרטורים משמשים להצפת המוצרים ב-N2 שעוקר את החמצן ומאריך את חיי המוצר באופן משמעותי מכיוון שאורגניזמים אלו אינם יכולים להתפתח. יתר על כן, ניתן לבטל או לעצור פירוק כימי של מזון שנגרם על ידי חמצון.

כימיה אנליטית:

מחולל גז חנקן PSA נדרש עבור צורות שונות של כימיה אנליטית כגון כרומטוגרפיה נוזלית-ספקטרומטריית מסה וכרומטוגרפיה גז שבה יש צורך באספקה ​​יציבה ורציפה של חנקן.

תעשיות כימיות ופטרוכימיות:

היישום העיקרי והחשוב מאוד של חנקן בתעשיות כימיות ופטרוכימיות הוא אספקת סביבה אינרטית שמטרתה להבטיח בטיחות תעשייתית כללית במהלך ניקוי והגנה על כלי תהליך. בנוסף, החנקן משמש לבדיקת לחץ בצנרת, הובלת חומרים כימיים, והתחדשות של זרזים משומשים בתהליכים טכנולוגיים.

הגנה מפני אש:

תעשיית מיגון האש משתמשת בגז חנקן לשני יישומים שונים - כיבוי אש ומניעת קורוזיה. מחוללי חנקן משמשים במערכות למניעת שריפות אוויר היפוקסיות לייצור אוויר עם תכולת חמצן נמוכה אשר ידכא שריפה. כדי למנוע קורוזיה, נעשה שימוש במחוללי חנקן במקום או בשילוב עם מערכת אוויר דחוס כדי לספק גז חנקן פיקוח במקום אוויר למערכות צינור יבש ומערכות ספרינקלרים לפני פעולה.

תעשיית הנפט:

בתעשיית הנפט, חנקן הוא מרכיב הכרחי במספר תהליכים. לרוב, החנקן משמש ליצירת סביבה אינרטית למניעת פיצוצים ולבטיחות אש ולתמיכה בהובלה והעברה של פחמימנים. בנוסף, חנקן משמש לבדיקות וטיהור צנרת, ניקוי כלים טכנולוגיים וניקוי נושאי גז נוזלי ומתקני אחסון פחמימנים.

תגיות פופולריות: מפעל גז חנקן PSA, סין יצרנים, ספקים של מפעלי גז חנקן PSA