Máy phát điện nitơ dạng mô-đun
Máy sản xuất nitơ dạng mô-đun hợp kim nhôm bao gồm nhiều mô-đun tạo nitơ, sử dụng sàng phân tử carbon làm chất hấp phụ, hoạt động theo nguyên lý hấp phụ áp suất, phân tích từng bước để hấp thụ oxy từ không khí, từ đó tách nitơ bằng thiết bị tự động.
Hệ thống tạo khí nitơ bằng phương pháp hấp phụ dao động áp suất
Máy tạo khí nitơ PSA sử dụng sàng phân tử carbon (CMS) được trang bị hai hoặc nhiều tháp hấp phụ chứa đầy sàng phân tử carbon. Không khí nén sạch và khô được dẫn vào máy tạo khí nitơ PSA và chảy qua các tháp hấp phụ chứa CMS. Không khí nén đi qua các tháp hấp phụ từ dưới lên trên. Nhờ khả năng hấp phụ khác nhau của sàng phân tử đối với nitơ, oxy và các khí khác ở các áp suất khác nhau, các thành phần như oxy, nước và carbon dioxide được hấp phụ trên bề mặt của sàng phân tử carbon, trong khi nitơ không bị hấp phụ được thu thập ở đầu ra dưới dạng khí sản phẩm. Khí này thoát ra từ đỉnh tháp hấp phụ và đi vào bể chứa nitơ. Sau một thời gian nhất định, lượng oxy được sàng phân tử carbon hấp phụ trong tháp hấp phụ đạt đến trạng thái bão hòa và cần được tái tạo.
Quá trình tái tạo được thực hiện bằng cách dừng quá trình hấp phụ và giảm áp suất của tháp hấp phụ. Tháp hấp phụ đã hoàn thành quá trình hấp phụ được giảm áp suất xuống môi trường khí quyển sau khi cân bằng áp suất, giải phóng oxy, nước, carbon dioxide và các thành phần khác đã hấp phụ để hoàn thành quá trình tái tạo.
Hai hoặc nhiều tháp hấp phụ luân phiên thực hiện quá trình hấp phụ và tái tạo, từ đó tạo ra khí nitơ thành phẩm với lưu lượng và độ tinh khiết ổn định. Việc chuyển đổi giữa các thiết bị hấp phụ được thực hiện tự động bằng các van điều khiển theo chương trình được điều chỉnh bởi hệ thống điều khiển tự động. Hiệu suất của máy tạo khí nitơ PSA phụ thuộc vào hiệu suất của các thành phần bao gồm thiết bị hấp phụ, sàng phân tử carbon, quy trình vận hành, cấu trúc thiết bị và van khí nén điện từ.
Đặc điểm sản phẩm
| TYMKN-1400 (Máy tạo khí nitơ dạng mô-đun bằng hợp kim nhôm) | ||||||||||||||
| Người mẫu | Thể tích không khí | 99,5% | 99,9% | 99,95% | 99,99% | 99,995% | 99,999% | Cửa hút gió /dây bên trong | Đầu vào khí tinh khiết /dây bên trong | Chiều dài/mm | Chiều rộng/mm | Cao/mm | Trọng lượng/tấn | Bể xử lý |
| TYMKN-3-03 | Nm³/h | 7,98 | 5,80 | 4,93 | 4.06 | 3,48 | 2,61 | DN15 | DN15 | 740 | 500 | 1705 | 0,1 | Tích hợp sẵn |
| Nm³/phút | 0,39 | 0,34 | 0,29 | 0,27 | 0,25 | 0,24 | ||||||||
| TYMKN-3-06 | Nm³/h | 15,95 | 11,60 | 9,86 | 8.12 | 6,96 | 5.22 | DN15 | DN15 | 900 | 500 | 1705 | 0,2 | |
| Nm³/phút | 0,78 | 0,68 | 0,58 | 0,54 | 0,50 | 0,48 | ||||||||
| TYMKN-3-09 | Nm³/h | 23,93 | 17.40 | 14,79 | 12.18 | 10,44 | 7,83 | DN15 | DN15 | 1063 | 500 | 1705 | 0,3 | |
| Nm³/phút | 1.18 | 1.03 | 0.87 | 0,81 | 0,75 | 0,74 | ||||||||
| TYMKN-3-12 | Nm³/h | 31,90 | 23.20 | 19,72 | 16.24 | 13,92 | 10,44 | DN20 | DN15 | 1225 | 500 | 1705 | 0,4 | |
| Nm³/phút | 1,57 | 1,36 | 1.16 | 1.10 | 1.00 | 0,96 | ||||||||
| TYMKN-3-15 | Nm³/h | 39,88 | 29.00 | 24,65 | 20:30 | 17.40 | 13.05 | DN20 | DN15 | 1390 | 500 | 1705 | 0,5 | |
| Nm³/phút | 1,95 | 1,70 | 1,45 | 1,34 | 1,25 | 1,20 | ||||||||
| TYMKN-3-18 | Nm³/h | 47,85 | 34,80 | 29,58 | 24,36 | 20,88 | 15,66 | DN25 | DN15 | 1550 | 500 | 1705 | 0,6 | |
| Nm³/phút | 2,35 | 2.04 | 1,74 | 1,61 | 1,50 | 1,44 | ||||||||
| TYMKN-3-21 | Nm³/h | 55,83 | 40,60 | 34,51 | 28,42 | 24,36 | 18.27 | DN25 | DN15 | 1715 | 500 | 1705 | 0,7 | |
| Nm³/phút | 2,75 | 2,39 | 2.03 | 1,88 | 1,75 | 1,68 | ||||||||
| TYMKN-3-24 | Nm³/h | 64,90 | 47,20 | 40,12 | 33.04 | 28,32 | 21,24 | DN25 | DN15 | 1875 | 500 | 1705 | 0,8 | |
| Nm³/phút | 3.14 | 2,73 | 2,32 | 2.15 | 2.00 | 1,92 | ||||||||
| TYMKN-3-27 | Nm³/h | 71,78 | 52,20 | 44,37 | 36,54 | 31,32 | 23,49 | DN32 | DN20 | 2035 | 500 | 1705 | 0,9 | |
| Nm³/phút | 3,53 | 3.07 | 2,61 | 2,42 | 2,25 | 2.16 | ||||||||
| TYMKN-3-30 | Nm³/h | 80,58 | 58,60 | 49,81 | 41,02 | 35,16 | 26,37 | DN32 | DN20 | 2200 | 500 | 1705 | 1 | |
| Nm³/phút | 3,92 | 3,40 | 2,90 | 2,68 | 2,50 | 2,40 | ||||||||
| TYMKN-4-20 | Nm³/h | 79,75 | 58,00 | 49,30 | 40,60 | 34,80 | 26.10 | DN32 | DN20 | 1560 | 660 | 1705 | 0,8 | Bên ngoài |
| Nm³/phút | 3,92 | 3,40 | 2,90 | 2,68 | 2,50 | 2,40 | ||||||||
| TYMKN-4-24 | Nm³/h | 95,70 | 69,60 | 59,16 | 48,72 | 41,76 | 31,32 | DN32 | DN25 | 1720 | 660 | 1705 | 0,9 | |
| Nm³/phút | 4,70 | 4.08 | 3,48 | 3.22 | 3.00 | 2,87 | ||||||||
| TYMKN-4-38 | Nm³/h | 111,65 | 81,20 | 69,02 | 56,84 | 48,72 | 36,54 | DN32 | DN25 | 1885 | 660 | 1705 | 1 | |
| Nm³/phút | 5,50 | 4,78 | 4.06 | 3,88 | 3,50 | 3,36 | ||||||||
| TYMKN-4-32 | Nm³/h | 127,60 | 92,80 | 78,88 | 64,96 | 55,68 | 41,76 | DN32 | DN25 | 2045 | 660 | 1705 | 1,15 | |
| Nm³/phút | 6,28 | 5,46 | 4,64 | 4.30 | 4.00 | 3,84 | ||||||||
| TYMKN-4-36 | Nm³/h | 143,55 | 104,40 | 88,74 | 73,08 | 62,64 | 46,98 | DN32 | DN25 | 2210 | 660 | 1705 | 1.3 | |
| Nm³/phút | 7.06 | 6.14 | 5.22 | 4,84 | 4,50 | 4,32 | ||||||||
| TYMKN-4-40 | Nm³/h | 159,50 | 116,00 | 98,60 | 81,20 | 69,60 | 52,20 | DN32 | DN25 | 2370 | 660 | 1705 | 1,45 | |
| Nm³/phút | 7,84 | 6,82 | 5,80 | 5,37 | 5.00 | 4,79 | ||||||||
| Ghi chú: 1; Áp suất hấp phụ ≥ 0,7 MPa, 2; Khi áp suất hấp phụ dưới 0,7 MPa, cần phải chuyển đổi. | ||||||||||||||
| TYMKN-3" biểu thị 3 hàng (bao gồm cả bể xử lý), TYMKN-4 " biểu thị 4 hàng (không bao gồm bể xử lý), và -03" biểu thị 3 tháp hợp kim nhôm. MKN là viết tắt của Máy phát nitơ dạng mô-đun. | ||||||||||||||
Nguyên lý hoạt động
Phương pháp tách khí bằng hấp phụ dao động áp suất để sản xuất nitơ (gọi tắt là sản xuất nitơ PSA) là một công nghệ tách khí tiên tiến. Phương pháp này sử dụng sàng phân tử carbon chất lượng cao làm chất hấp phụ và áp dụng nguyên lý hấp phụ dao động áp suất (PSA) ở nhiệt độ phòng để tách khí và sản xuất nitơ có độ tinh khiết cao.
Các phân tử khí oxy và nitơ có tốc độ khuếch tán khác nhau trên bề mặt của sàng phân tử. Các phân tử khí có đường kính nhỏ hơn (O₂) khuếch tán nhanh hơn và đi vào nhiều lỗ xốp hơn của sàng phân tử carbon, trong khi các phân tử khí có đường kính lớn hơn (N₂) khuếch tán chậm hơn và đi vào ít lỗ xốp hơn của sàng phân tử carbon. Bằng cách tận dụng sự khác biệt về khả năng hấp phụ chọn lọc này của sàng phân tử carbon đối với nitơ và oxy, oxy được làm giàu trong pha hấp phụ và nitơ trong pha khí trong thời gian ngắn, thực hiện quá trình tách oxy-nitơ và thu được nitơ ở dạng khí được làm giàu trong điều kiện PSA. Quy luật hấp phụ của sàng phân tử carbon đối với oxy có thể được tóm tắt như sau: hấp phụ ở áp suất cao, giải hấp ở áp suất thấp.
Sau một khoảng thời gian nhất định, quá trình hấp phụ oxy bởi sàng phân tử đạt trạng thái cân bằng. Dựa trên đặc tính là khả năng hấp phụ của sàng phân tử carbon đối với các khí bị hấp phụ thay đổi theo áp suất, áp suất được giảm xuống để giải phóng oxy khỏi sàng phân tử carbon, đó chính là quá trình tái tạo. Quá trình tái tạo có thể được chia thành tái tạo chân không và tái tạo ở áp suất khí quyển tùy thuộc vào áp suất tái tạo khác nhau. Tái tạo chân không tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái tạo triệt để sàng phân tử và dễ dàng thu được khí có độ tinh khiết cao, trong khi tái tạo ở áp suất khí quyển có đặc điểm là hệ thống đơn giản hơn với độ bền và độ tin cậy cao.
Máy tạo khí nitơ bằng phương pháp hấp phụ dao động áp suất (gọi tắt là máy tạo khí nitơ PSA) là thiết bị tạo khí nitơ được thiết kế và chế tạo theo công nghệ hấp phụ dao động áp suất. Nó thường bao gồm hai tháp hấp phụ song song, và hệ thống điều khiển tự động kiểm soát chặt chẽ trình tự thời gian theo một chương trình lập trình cụ thể để luân phiên thực hiện quá trình hấp phụ áp suất cao và tái tạo giảm áp, hoàn thành quá trình tách oxy-nitơ và thu được khí nitơ có độ tinh khiết cao cần thiết.
Quy trình
Máy nén khí → Bình chứa khí nén → Bộ lọc cấp 9(C) → Máy sấy lạnh → Bộ lọc cấp 7(T) → Bộ lọc cấp 5(A) → Bộ lọc cấp 3 (Bộ lọc than hoạt tính) → Bộ phận chính của máy tạo khí nitơ PSA dạng mô-đun → Bình chứa khí nitơ → Đồng hồ đo lưu lượng → Điểm sử dụng
Cấu trúc và sản lượng nitơ của máy phát nitơ dạng mô-đun
Máy tạo khí nitơ dạng mô-đun được cấu tạo từ các mô-đun hợp kim nhôm, thường là ba hoặc bốn hàng mô-đun hợp kim nhôm. Ba hàng mô-đun hợp kim nhôm tương ứng với Tháp hấp phụ A, Tháp hấp phụ B và bể chứa (lắp đặt sẵn). Sản lượng khí nitơ của máy như sau: Độ tinh khiết 99,5%: Lưu lượng 7,5–77 Nm³/H; Độ tinh khiết 99,9%: Lưu lượng 5,5–55 Nm³/H; Độ tinh khiết 99,99%: Lưu lượng 3,9–39 Nm³/H; Độ tinh khiết 99,999%: Lưu lượng 2,5–39 Nm³/H.
Đối với lưu lượng cao hơn, hệ thống sử dụng bốn hàng mô-đun hợp kim nhôm, tương ứng với hai Tháp hấp phụ A và hai Tháp hấp phụ B, được cấu hình với một bể chứa riêng biệt. Sản lượng nitơ của hệ thống như sau: Độ tinh khiết 99,5%: Lưu lượng 77–154 Nm³/H; Độ tinh khiết 99,9%: Lưu lượng 55–110 Nm³/H; Độ tinh khiết 99,99%: Lưu lượng 39–80 Nm³/H; Độ tinh khiết 99,999%: Lưu lượng 25–50 Nm³/H.
Ưu điểm của máy tạo khí nitơ dạng mô-đun
1. Cấu trúc nhỏ gọn, hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng
Máy tạo khí nitơ dạng mô-đun sử dụng thiết kế quy trình tiên tiến với cấu trúc đơn giản, giúp giảm đáng kể diện tích lắp đặt thiết bị. Điểm cốt lõi nằm ở việc thay thế các tháp hấp phụ bằng thép carbon truyền thống bằng các mô-đun hợp kim nhôm nhẹ và có độ bền cao, không chỉ giúp giảm trọng lượng thiết bị mà còn giảm đáng kể thể tích tổng thể. Thiết kế nhỏ gọn này đặc biệt phù hợp với những không gian hạn chế, chẳng hạn như các bệ di động, xưởng nhỏ hoặc dây chuyền sản xuất tích hợp. Về mặt tiêu thụ năng lượng, cấu trúc mô-đun, kết hợp với các chiến lược phân phối và điều khiển khí tối ưu, giúp giảm đáng kể tổng mức tiêu thụ điện năng của quá trình nén khí, lọc và sản xuất nitơ, từ đó giảm chi phí vận hành dài hạn một cách hiệu quả.
2. Giám sát trực tuyến độ chính xác cao, dễ bảo trì
Thiết bị được trang bị các máy phân tích độ chính xác cao nhập khẩu, có khả năng giám sát trực tuyến theo thời gian thực độ tinh khiết và lưu lượng khí nitơ, đảm bảo chất lượng khí đầu ra ổn định và đáng tin cậy. Các máy phân tích được trang bị chức năng hiệu chuẩn tự động và chẩn đoán lỗi, về cơ bản giúp vận hành không cần bảo trì, giảm tần suất can thiệp thủ công và chi phí bảo trì sau này. Người dùng có thể xem tất cả các thông số chính theo thời gian thực thông qua giao diện người-máy và thiết lập ngưỡng cảnh báo độ tinh khiết khi cần thiết, nâng cao mức độ thông minh trong vận hành hệ thống.
3. Quy trình đóng gói sàng phân tử tiên tiến, kéo dài tuổi thọ sử dụng.
Máy tạo nitơ dạng mô-đun sử dụng phương pháp "blizzard" để nạp sàng phân tử. Quá trình này nạp sàng phân tử một cách đồng đều và chậm rãi, tránh được sự va chạm và nghiền nát các hạt sàng phân tử do tác động của luồng khí áp suất cao trong các phương pháp nạp truyền thống. Sàng phân tử được phân bố đều trong tháp hấp phụ với độ nén cao, nhờ đó cải thiện hiệu quả hấp phụ, kéo dài đáng kể tuổi thọ và giảm tần suất thay thế cũng như chi phí vật liệu.
4. Tính di động linh hoạt, thao tác trực quan và tiện lợi
Loại thiết bị này thường được thiết kế với cấu trúc di động để dễ dàng triển khai giữa các địa điểm khác nhau. Bảng điều khiển vận hành có bố cục rõ ràng với bốn đồng hồ đo áp suất chính hiển thị áp suất đầu vào, áp suất của Tháp hấp phụ A/B và áp suất nitơ thành phẩm, giúp người dùng dễ dàng nắm bắt trạng thái hoạt động. Bộ truyền tín hiệu nitơ và cảm biến lưu lượng được tích hợp trong tủ điều khiển, dữ liệu có thể được hiển thị tập trung thông qua màn hình cảm ứng và hỗ trợ truyền dữ liệu từ xa đến hệ thống điều khiển trung tâm để giám sát từ xa. Nút dừng khẩn cấp, đèn báo trạng thái hoạt động và các cảnh báo toàn diện được lắp đặt ở phần dưới của thiết bị, giúp nâng cao hơn nữa khả năng an toàn vận hành và ứng phó khẩn cấp.
5. Khả năng tùy chỉnh cao, đáp ứng được nhiều nhu cầu khác nhau
Máy tạo khí nitơ dạng mô-đun hỗ trợ thiết kế và cấu hình tùy chỉnh theo kịch bản ứng dụng thực tế, yêu cầu về lưu lượng khí, điều kiện địa điểm và yêu cầu chức năng của khách hàng. Các dạng cấu trúc phổ biến bao gồm dạng lắp đặt trên khung đỡ, dạng hộp và dạng tích hợp mô-đun, và hệ thống điều khiển điện cũng có thể linh hoạt áp dụng nhiều phương án khác nhau như tủ điều khiển điện độc lập hoặc tủ điều khiển tập trung. Mức độ tùy chỉnh cao này đảm bảo thiết bị có thể được kết nối liền mạch với các quy trình sản xuất hiện có của người dùng và phát huy tối đa hiệu quả của nó.
6. Phạm vi ứng dụng rộng rãi
Với hiệu suất ổn định, đáng tin cậy và thiết kế cấu trúc linh hoạt, máy tạo khí nitơ dạng mô-đun đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp. Ngành công nghiệp điện tử: Bảo vệ trơ trong sản xuất chất bán dẫn, hàn bảng mạch và các quy trình khác; Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống: Ứng dụng trong đóng gói, bảo quản và giữ tươi thực phẩm, và chiết rót đồ uống; Lĩnh vực hóa chất và dược phẩm: Được sử dụng làm khí bảo vệ phản ứng, khí vận chuyển vật liệu hoặc khí đóng gói dược phẩm; Ngành công nghiệp chế biến kim loại: Bảo vệ chống oxy hóa trong xử lý nhiệt, hàn thiếc, thiêu kết và các quy trình khác; Các kịch bản vận hành di động: Cung cấp nitơ tạm thời trong các trường hợp như bơm nitơ vào mỏ dầu, cung cấp khí cho tàu thuyền và bảo trì tại chỗ.
