كيفية اختيار مولد النيتروجين المناسب

قبل تحديد مواصفات الطراز المحددة، مثلإنتاج النيتروجينمعدل الساعة، ونقاء النيتروجين، وضغط المخرج، ونقطة الندى - من الضروري إجراء مقارنة وتحليل شاملين لأداء مولد النيتروجين وميزاته، مع اتخاذ الاختيارات المناسبة أيضًا بناءً على الظروف البيئية الحالية لديك.

متطلبات النيتروجين في مختلف الصناعات

أ. الصناعات المعدنية ومعالجة المعادن قد تتطلب هذه الصناعات نيتروجين بدرجة نقاء أكبر من 99.5%، بينما تتطلب صناعات أخرى نيتروجين عالي النقاء بدرجة نقاء تتجاوز 99.9995% ونقطة ندى أقل من -65 درجة مئوية، اعتمادًا على احتياجات الإنتاج المحددة لكل عميل.

ب صناعة المواد الكيميائية والمواد الجديدة
بشكل عام، متطلبات نقاء النيتروجين ليست عالية، ويمكن للعديد من التطبيقات استخدام النيتروجين بدرجة نقاء أكبر من 98%. ومع ذلك، فإن المتطلبات الفعلية تعتمد على عملية الإنتاج المحددة للعميل.

ج صناعة الأغذية والأدوية
تتطلب معظم الصناعات الغذائية متطلبات منخفضة نسبيًا من النيتروجين، حيث تكون درجة نقاءه من 99.5% إلى 99.9% كافية. ومع ذلك، فإن جزءًا صغيرًا من صناعة المواد الغذائية يتطلب نقاءً بنسبة 99.99٪ بسبب احتياجات عملية محددة. تتطلب صناعة المستحضرات الصيدلانية عادة نيتروجين بدرجة نقاء تصل إلى 99.99% وتتطلب معدات مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

تتطلب صناعة الإلكترونيات بشكل عام متطلبات عالية للنيتروجين، وعادةً ما تتطلب درجة نقاء تصل إلى 99.99% أو أعلى.

مقارنة بين مولدات النيتروجين المختلفة

أ. مولد النيتروجين لفصل الهواء المبرد
يعد فصل الهواء المبرد طريقة تقليدية لإنتاج النيتروجين منذ ما يقرب من عدة عقود من التاريخ. إنها تستخدم الهواء كمادة خام، والتي يتم ضغطها وتنقيتها أولاً، ثم تسييلها من خلال التبادل الحراري لتكوين هواء سائل. الهواء السائل هو في المقام الأول خليط من الأكسجين السائل والنيتروجين السائل. من خلال استغلال نقاط غليانهما المختلفة (عند ضغط جوي واحد، يغلي الأكسجين عند -183 درجة مئوية والنيتروجين عند -196 درجة مئوية)، ويتم فصلهما عن طريق تقطير الهواء السائل لإنتاج غاز النيتروجين. تتضمن هذه الطريقة معدات معقدة، ومساحة كبيرة، وتكاليف بناء عالية، واستثمار أولي كبير، ونفقات تشغيل مرتفعة نسبيًا، وإنتاج غاز بطيء (12-24 ساعة)، ومتطلبات تركيب عالية، وفترات تشغيل طويلة. مع الأخذ في الاعتبار عوامل المعدات والتركيب والبنية التحتية، بالنسبة للوحدات التي تقل عن 3500 نيوتن متر مكعب في الساعة، تتطلب أنظمة PSA ذات نفس السعة استثمارًا أقل بنسبة 20% إلى 50% من وحدات فصل الهواء المبردة. ولذلك، فإن فصل الهواء المبرد مناسب لإنتاج النيتروجين الصناعي على نطاق واسع، في حين أنه يصبح غير اقتصادي للتطبيقات المتوسطة والصغيرة الحجم.

ب مولد النيتروجين الامتزاز بالضغط المتأرجح PSA
باستخدام الهواء كمادة خام والمناخل الجزيئية للكربون كمواد ماصة، تستخدم هذه الطريقة مبدأ الامتزاز المتأرجح بالضغط لفصل النيتروجين عن الأكسجين بناءً على خصائص الامتزاز الانتقائية للمناخل الجزيئية للكربون. تُعرف هذه العملية عمومًا بتوليد نيتروجين PSA. تم تطويره بسرعة في السبعينيات، وهو يمثل تقنية جديدة لإنتاج النيتروجين. بالمقارنة مع الطرق التقليدية، توفر PSA مزايا مثل تدفق العملية البسيط، ومستوى الأتمتة العالي، وإنتاج الغاز السريع (15-30 دقيقة)، واستهلاك منخفض للطاقة، ونقاء المنتج القابل للتعديل على نطاق واسع وفقًا لمتطلبات المستخدم، والتشغيل والصيانة المريحة، وانخفاض تكاليف التشغيل، وقدرة قوية على التكيف مع المعدات. ونتيجة لذلك، فهو يتمتع بقدرة تنافسية عالية في أنظمة توليد النيتروجين التي تقل عن 1000 نيوتن متر مكعب/ساعة، وقد اكتسب شعبية متزايدة بين مستخدمي النيتروجين على النطاق المتوسط ​​والصغير. أصبح توليد النيتروجين PSA هو الخيار المفضل لهؤلاء المستخدمين.

مولد النيتروجين ذو الغشاء C
باستخدام الهواء كمادة خام، يقوم هذا الجهاز بفصل الأكسجين والنيتروجين عن طريق استغلال معدلات تخللهما المختلفة من خلال غشاء تحت ظروف ضغط محددة. بالمقارنة مع معدات توليد النيتروجين الأخرى، فهي تتميز بهيكل أبسط، حجم أصغر، عدم وجود صمامات تبديل، متطلبات صيانة أقل، إنتاج غاز أسرع (أقل من 3 دقائق)، وتوسيع السعة بسهولة. إنها مناسبة بشكل خاص للمستخدمين ذوي النطاق المتوسط ​​والصغير الذين يحتاجون إلى نقاء نيتروجين بنسبة ≥98%، مما يوفر فعالية ممتازة من حيث التكلفة. ومع ذلك، عندما تتجاوز نقاء النيتروجين 98%، يكون سعره أعلى بنسبة 15% من سعر مولدات النيتروجين PSA بنفس المواصفات.

العوامل المؤثرة على تكلفة مولدات النيتروجين

1. تكلفة شراء النظام بأكمله لمرة واحدة. يوجد حاليًا العديد من العلامات التجارية في السوق، حيث تتناسب الجودة والسعر بشكل عام.
2. الاستقرار التشغيلي للمعدات وعمر الخدمة المقدر.
3. تكاليف التشغيل والصيانة والخدمة السنوية.
4. مصاريف الكهرباء والماء اليومية.