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질소 발생기 질소 가스 발생기라고도 알려진 는 주변 공기에서 질소 가스(N2)를 분리하는 방식으로 작동합니다. 질소 가스(N2)는 약 78%의 질소, 21%의 산소 및 미량의 기타 가스로 구성되어 있습니다. 질소 발생기가 이러한 분리를 달성하는 두 가지 기본 방법, 즉 압력 변동 흡착(PSA)과 막 분리가 있습니다. 각 방법의 작동 방식은 다음과 같습니다.
1. 압력 변동 흡착(PSA):
PSA 공정은 일반적으로 탄소 분자체와 같은 고체 흡착제에 대한 가스의 차등 흡착 특성에 의존합니다. 다음은 PSA 질소 발생기의 작동 방식에 대한 단계별 설명입니다.
흡착 단계: 이 공정은 탄소 분자체로 채워진 한 쌍의 흡착 컬럼으로 시작됩니다. 이 단계 동안 압축 공기(산소, 질소 및 기타 가스 포함)가 한 컬럼으로 유입되고 다른 컬럼은 비활성 상태로 유지됩니다.
선택적 흡착: 탄소 분자체는 질소보다 산소 및 기타 불순물에 대한 친화력이 더 큽니다. 결과적으로 체는 산소와 기타 미량 가스를 흡착하여 질소가 상대적으로 방해받지 않고 통과할 수 있게 합니다.
질소 생산: 질소가 풍부한 가스는 활성 컬럼에서 수집되어 제품 가스로 전달됩니다. 이 질소는 응용 분야와 발전기 설계에 따라 일반적으로 95% ~ 99.999% 범위의 고순도를 갖습니다.
컬럼 전환: 미리 결정된 시간이 지난 후 또는 활성 컬럼이 흡착된 가스로 포화되면 컬럼의 역할이 전환됩니다. 이전에 활성화된 컬럼은 탈착 단계로 들어가고, 다른 컬럼은 질소 생산을 위해 활성화됩니다.
탈착 단계: 이 단계에서 흡착된 가스는 압력을 감소시켜 포화 컬럼에서 방출됩니다. 탈착 또는 재생으로 알려진 이 과정은 다음 흡착 주기를 위해 컬럼을 준비합니다.
연속 작동: 발생기는 흡착 및 탈착 단계를 주기적으로 전환하여 고순도 질소 가스를 지속적으로 공급합니다.
2. 막 분리:
멤브레인 질소 발생기는 반투막을 통한 가스 투과성의 차이를 기반으로 공기에서 질소를 분리하는 다른 원리를 사용합니다. 막 질소 발생기의 작동 방식은 다음과 같습니다.
멤브레인 재료: 발생기에는 선택적 투과성을 지닌 재료로 만들어진 멤브레인이 포함되어 있습니다. 이 막은 질소 분자가 산소 분자나 다른 가스보다 더 쉽게 통과할 수 있게 해줍니다.
공기 압축: 압축 공기가 멤브레인의 한쪽으로 공급됩니다. 이 압축 공기에는 산소와 질소가 혼합되어 있습니다.
가스 분리: 공기가 막을 통해 흐를 때 질소 분자는 산소 분자보다 막을 통해 더 쉽게 확산됩니다. 이러한 선택적 투과로 인해 막의 한쪽에는 질소가 풍부한 흐름이 생기고 반대쪽에는 산소가 풍부한 흐름이 생성됩니다.
질소 수집: 질소가 풍부한 가스는 투과된 막 측면에서 수집되며, 산소가 풍부한 스트림은 필요에 따라 방출되거나 추가 처리될 수 있습니다.
연속 작동: 멤브레인 질소 발생기는 압축 공기가 시스템에 공급되는 한 질소 가스를 지속적으로 공급합니다.
PSA와 멤브레인 질소 발생기는 모두 다양한 수준의 순도와 유속을 갖춘 신뢰할 수 있는 질소 가스 공급원을 제공하므로 광범위한 산업, 상업 및 과학 응용 분야에 적합합니다. 이러한 방법 중 선택은 필요한 순도, 유속 및 특정 적용 요구 사항과 같은 요소에 따라 달라집니다.
