Temel bileşeni olarak karbon moleküler elek PSA azot jeneratörü , mikro gözenekli bir yapıya sahip bir adsorpsiyon malzemesidir. Bu mikroporların boyutu ve şekli, spesifik boyut ve polaritede molekülleri seçici olarak adsorbe etmek için dikkatle tasarlanmıştır. PSA azot jeneratöründe, karbon moleküler elekin ana görevi havada oksijen ve azot ayırmaktır.
Havadaki oksijen ve azot moleküllerinin boyutu ve difüzyon oranında önemli farklılıklar vardır. Oksijen molekülleri (O₂) daha küçüktür, yaklaşık 0.346 nanometre ve daha yüksek difüzyon oranı; Azot molekülleri (N₂) daha büyükken, yaklaşık 0.364 nanometre ve nispeten düşük difüzyon oranına sahip. Hava karbon moleküler eleklerden geçtiğinde, bu farklılıklar ayrılmanın anahtarı haline gelir.
Basınç altında, havadaki oksijen molekülleri, daha küçük çapları ve daha yüksek difüzyon oranları nedeniyle karbon moleküler eleklerin mikro gözeneklerine daha hızlı girebilir. Bu mikroporlar, oksijen molekülleri üzerinde güçlü bir adsorpsiyon kuvvetine sahiptir, böylece oksijen molekülleri yüzeyde ve karbon moleküler eleklerin içinde sıkı bir şekilde adsorbe edilir. Aynı zamanda, azot moleküllerinin büyük çapları ve düşük difüzyon oranları nedeniyle karbon moleküler eleklerin mikro gözeneklerine girmek kolay değildir, bu nedenle gaz fazında zenginleştirilirler.
Adsorpsiyon işlemi ilerledikçe, karbon moleküler elekteki oksijen moleküllerinin konsantrasyonu yavaş yavaş artar, azot molekülleri kademeli olarak gaz fazından çıkarılır. Adsorpsiyon doygunluğa ulaştığında, adsorbe edilmiş oksijen molekülleri, basıncı azaltarak veya temizleme için inert gaz ekleyerek karbon moleküler elekten desored edilebilir, böylece karbon moleküler elekin rejenerasyonunu elde eder. Bu işlem döngüseldir ve azot havadan sürekli olarak üretilebilir.
Karbon moleküler eleklerin adsorpsiyon performansına ve kinetik etkisine dayanarak, PSA azot jeneratörleri havada oksijen ve azotun etkili bir şekilde ayrılmasını sağlar. Çalışma ilkesi aşağıdaki gibi özetlenebilir:
Basınç Adsorpsiyonu: Hava, PSA azot jeneratörünün adsorpsiyon kulesine girer ve basınç altında karbon moleküler elek tabakasından geçer. Şu anda, oksijen molekülleri karbon moleküler elek tarafından adsorbe edilirken, azot molekülleri gaz fazında zenginleştirilir.
Eşitleştirilmiş basınç azaltma: Adsorpsiyon kulesindeki oksijen molekülleri doygunluğa ulaştığında, adsorpsiyon kulesindeki basınç valfin ayarlanmasıyla yavaş yavaş azalır. Bu işlem enerji tüketimini azaltmaya ve azot saflığını iyileştirmeye yardımcı olur.
Ters rejenerasyon: Basıncı azaltırken, temizleme için inert bir gaz (azot gibi) eklenir, böylece adsorbe edilmiş oksijen molekülleri karbon moleküler elekten desorrafilir. Bu işlem, karbon moleküler elekin yenilenmesini sağlar ve bir sonraki adsorpsiyon sürecine hazırlanır.
Yıkama ve güçlendirme: Ters rejenerasyondan sonra, adsorpsiyon kulesindeki artık gaz yıkama adımı ile daha da uzaklaştırılır ve bir sonraki adsorpsiyon işlemine hazırlanmak için artırma adımı kullanılır.
Yukarıdaki adımların döngüsü boyunca, PSA azot jeneratörü sürekli olarak havadan azot üretebilir. Bu süreç sadece verimli ve enerji tasarrufu değil, aynı zamanda çevre dostu ve kirlilik içermez. Geleneksel kriyojenik veya kimyasal azot üretimi ile karşılaştırıldığında, PSA azot jeneratörü önemli performans avantajlarına sahiptir:
Yüksek verimlilik ve enerji tasarrufu: PSA azot jeneratörü düşük enerji tüketimi ve nispeten düşük işletme maliyetlerine sahiptir.
Çevre dostu ve kirliliksiz: Azot üretim süreci, kimyasal reaktiflerin kullanılmasını veya çevre dostu olan tehlikeli atıkların üretilmesini gerektirmez.
Kullanımı Kolay: Modern PSA azot jeneratörleri genellikle tam otomatik çalışmayı gerçekleştiren ve operasyonun zorluğunu ve işgücü yoğunluğunu azaltan mikrobilgisayar kontrolü veya PLC program kontrolü kullanır.
Geniş Uygulamalar: PSA azot jeneratörleri azot saflığını ve akışını gerçek ihtiyaçlara göre ayarlayabilir ve çeşitli endüstriyel alanlar ve uygulama senaryoları için uygundur.
