การสร้างไนโตรเจนด้วยเทคโนโลยีการดูดซับด้วยแรงดันสวิง (PSA)

การดูดซับแรงดันสวิงทำงานอย่างไร

เมื่อผลิตไนโตรเจนของคุณเอง สิ่งสำคัญคือต้องรู้และเข้าใจระดับความบริสุทธิ์ที่คุณต้องการได้รับ การใช้งานบางอย่างต้องการระดับความบริสุทธิ์ต่ำ (ระหว่าง 90 ถึง 99%) เช่น การพองตัวของยางและการป้องกันอัคคีภัย ในขณะที่การใช้งานอื่นๆ เช่น การใช้งานในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม หรือการขึ้นรูปพลาสติก ต้องใช้ในระดับสูง (จาก 97 ถึง 99.999%) ในกรณีเหล่านี้ เทคโนโลยี PSA ถือเป็นแนวทางที่เหมาะสมและง่ายที่สุด

โดยพื้นฐานแล้ว เครื่องกำเนิดไนโตรเจนทำงานโดยแยกโมเลกุลไนโตรเจนออกจากโมเลกุลออกซิเจนภายในอากาศอัด การดูดซับแรงดันสวิงทำได้โดยการดักจับออกซิเจนจากกระแสอากาศอัดโดยใช้การดูดซับ การดูดซับเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลจับตัวกับตัวดูดซับ ในกรณีนี้ โมเลกุลออกซิเจนจะเกาะติดกับตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน (CMS) สิ่งนี้เกิดขึ้นในภาชนะรับความดันสองใบที่แยกจากกัน แต่ละภาชนะเต็มไปด้วย CMS ซึ่งสลับระหว่างกระบวนการแยกและกระบวนการฟื้นฟู ในตอนนี้ ให้เราเรียกพวกเขาว่าทาวเวอร์ A และทาวเวอร์ B

สำหรับผู้เริ่มต้น อากาศอัดที่สะอาดและแห้งจะเข้าสู่อาคาร A และเนื่องจากโมเลกุลออกซิเจนมีขนาดเล็กกว่าโมเลกุลไนโตรเจน จึงจะเข้าไปในรูพรุนของตะแกรงคาร์บอน ในทางกลับกัน โมเลกุลไนโตรเจนไม่สามารถเข้าไปในรูพรุนได้ ดังนั้นพวกมันจะทะลุตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนได้ เป็นผลให้คุณได้รับไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์ตามที่ต้องการ ระยะนี้เรียกว่าระยะการดูดซับหรือการแยกตัว

มันไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น ไนโตรเจนส่วนใหญ่ที่ผลิตในทาวเวอร์ A จะออกจากระบบ (พร้อมสำหรับการใช้หรือจัดเก็บโดยตรง) ในขณะที่ไนโตรเจนที่สร้างขึ้นส่วนเล็กๆ จะถูกส่งไปยังทาวเวอร์ B ในทิศทางตรงกันข้าม (จากบนลงล่าง) การไหลนี้จำเป็นเพื่อผลักออกซิเจนที่ถูกจับในเฟสการดูดซับก่อนหน้าของทาวเวอร์ B ออก โดยการปล่อยความดันในทาวเวอร์ B ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนจะสูญเสียความสามารถในการกักเก็บโมเลกุลออกซิเจน พวกมันจะแยกออกจากตะแกรงและถูกพัดพาออกไปทางไอเสียโดยการไหลของไนโตรเจนขนาดเล็กที่มาจากหอคอย A การทำเช่นนี้จะทำให้ระบบมีพื้นที่สำหรับโมเลกุลออกซิเจนใหม่ที่จะเกาะติดกับตะแกรงในขั้นตอนการดูดซับครั้งต่อไป เราเรียกกระบวนการนี้ว่า 'การทำความสะอาด' ว่าเป็นการสร้างหอคอยที่อิ่มตัวด้วยออกซิเจน

ประการแรก ถัง A อยู่ในระยะดูดซับ ในขณะที่ถัง B งอกใหม่ ในขั้นตอนที่สอง เรือทั้งสองจะปรับความดันให้เท่ากันเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการเปลี่ยน หลังจากสวิตช์ ถัง A จะเริ่มสร้างใหม่ในขณะที่ถัง B สร้างไนโตรเจน

ณ จุดนี้ ความดันในอาคารทั้งสองจะเท่ากัน และจะเปลี่ยนระยะจากการดูดซับเป็นการงอกใหม่ และในทางกลับกัน CMS ในทาวเวอร์ A จะอิ่มตัว ในขณะที่ทาวเวอร์ B จะสามารถเริ่มกระบวนการดูดซับอีกครั้งได้เนื่องจากการลดแรงดัน กระบวนการนี้เรียกอีกอย่างว่า 'การแกว่งของความดัน' ซึ่งหมายความว่าจะช่วยให้ก๊าซบางชนิดถูกจับที่ความดันสูงกว่าและปล่อยออกมาที่ความดันต่ำ ระบบ PSA แบบทาวเวอร์สองเครื่องช่วยให้สามารถผลิตไนโตรเจนได้อย่างต่อเนื่องในระดับความบริสุทธิ์ที่ต้องการ