A
penjana nitrogen , juga dikenali sebagai penjana gas nitrogen, berfungsi dengan mengasingkan gas nitrogen (N2) daripada udara sekeliling, yang terdiri daripada kira-kira 78% nitrogen dan 21% oksigen, bersama-sama dengan jumlah surih gas lain. Terdapat dua kaedah utama di mana penjana nitrogen mencapai pemisahan ini: penjerapan ayunan tekanan (PSA) dan pemisahan membran. Begini cara setiap kaedah berfungsi:
1. Penjerapan Ayunan Tekanan (PSA):
Proses PSA bergantung pada ciri-ciri penjerapan pembezaan gas pada bahan penjerap pepejal, biasanya penapis molekul karbon. Berikut ialah penjelasan langkah demi langkah tentang cara penjana nitrogen PSA berfungsi:
Fasa Penjerapan: Proses bermula dengan sepasang lajur penjerapan yang diisi dengan penapis molekul karbon. Semasa fasa ini, udara termampat (mengandungi oksigen, nitrogen, dan gas lain) dimasukkan ke dalam satu lajur, manakala lajur yang lain kekal tidak aktif.
Penjerapan Terpilih: Ayak molekul karbon mempunyai pertalian yang lebih besar untuk oksigen dan kekotoran lain daripada nitrogen. Akibatnya, ayak menyerap oksigen dan gas surih lain, membolehkan nitrogen melaluinya secara relatif tanpa halangan.
Pengeluaran Nitrogen: Gas yang diperkaya nitrogen kemudiannya dikumpulkan dari lajur aktif dan dihantar sebagai gas produk. Nitrogen ini mempunyai ketulenan tinggi, biasanya antara 95% hingga 99.999% bergantung pada aplikasi dan reka bentuk penjana.
Menukar Lajur: Selepas masa yang telah ditetapkan atau apabila lajur aktif tepu dengan gas terjerap, lajur bertukar peranan. Lajur yang aktif sebelum ini memasuki fasa desorpsi, manakala lajur yang lain menjadi aktif untuk pengeluaran nitrogen.
Fasa Desorpsi: Semasa fasa ini, gas terjerap dibebaskan daripada lajur tepu dengan mengurangkan tekanan. Proses ini, yang dikenali sebagai desorpsi atau penjanaan semula, menyediakan lajur untuk kitaran penjerapan seterusnya.
Operasi Berterusan: Penjana bergilir-gilir antara fasa penjerapan dan nyahjerapan secara kitaran, memastikan bekalan berterusan gas nitrogen ketulenan tinggi.
2. Pemisahan Membran:
Penjana nitrogen membran menggunakan prinsip yang berbeza untuk memisahkan nitrogen daripada udara berdasarkan perbezaan kebolehtelapan gas melalui membran separa telap. Begini cara penjana nitrogen membran berfungsi:
Bahan Membran: Penjana mengandungi membran yang diperbuat daripada bahan dengan kebolehtelapan terpilih. Membran ini membolehkan molekul nitrogen untuk melalui lebih mudah daripada molekul oksigen dan gas lain.
Mampatan Udara: Udara termampat dibekalkan ke satu sisi membran. Udara termampat ini mengandungi campuran oksigen dan nitrogen.
Pemisahan Gas: Apabila udara mengalir melalui membran, molekul nitrogen meresap melalui membran dengan lebih mudah daripada molekul oksigen. Peresapan terpilih ini menghasilkan aliran nitrogen yang diperkaya pada satu sisi membran dan aliran diperkaya oksigen di bahagian lain.
Pengumpulan Nitrogen: Gas yang diperkaya nitrogen dikumpulkan dari sisi membran di mana ia telah meresap, manakala aliran yang diperkaya dengan oksigen boleh dilepaskan atau diproses selanjutnya mengikut keperluan.
Operasi Berterusan: Penjana nitrogen membran menyediakan bekalan gas nitrogen yang berterusan selagi udara termampat dibekalkan kepada sistem.
Kedua-dua PSA dan penjana nitrogen membran menawarkan sumber gas nitrogen yang boleh dipercayai dengan pelbagai tahap ketulenan dan kadar aliran, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi perindustrian, komersial dan saintifik. Pilihan antara kaedah ini bergantung pada faktor seperti ketulenan yang diperlukan, kadar aliran dan keperluan aplikasi khusus.
