Tạo khí Nitơ bằng công nghệ PSA

Khí Nitơ là loại khí công nghiệp được sử dụng thông dụng trong các nhà máy sản xuất. Khí Nitơ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất như: Thực phẩm, Y tế, Dược phẩm, Điện tử, Tạo kính… Hiện nay các nhà máy sử dụng khí Nitơ từ 2 nguồn chính:

- Mua khí Nitơ đóng bình

- Đầu tư máy tạo Nitơ để cung cấp trực tiếp.

Việc sử dụng khí Nitơ đóng bình mua từ các nhà cung cấp chuyên về khí có ưu điểm là chi phí đầu tư ban đầu thấp và khá linh hoạt về lưu lượng cũng như độ tinh khiết Nitơ sử dụng. Tuy nhiên nhược điểm khá lớn của việc mua Nitơ là chi phí sử dụng cao, phụ thuộc nguồn cung và không đảm bảo được 100% về độ tinh khiết. Do đó xu hướng hiện tại rất nhiều nhà máy tập trung đầu tư máy tạo Nitơ, tuy chi phí đầu tư ban đầu cao nhưng chi phí sử dụng khá thấp, trung bình khoảng 2-3 năm có thể thu hồi vốn so với phương án mua khí Nitơ đóng bình. Ngoài ra nhà máy cũng chủ động hoàn toàn về nguồn cung, cũng như đạt độ tin tưởng cao về độ tinh khiết của khí.

Máy tạo khí Nitơ công nghiệp hiện tại có 2 dạng thông dụng:

- Máy tạo Nitơ dạng màng

- Máy tạo Nitơ công nghệ PSA

1.Máy tạo Nitơ dạng màng

Công nghệ tách phân tử Nitơ dạng màng hoạt động dựa trên nguyên lý thẩm thấu phân tử thông qua tổ bó sợi dày đặc được kết bó. Mỗi sợi cấu trúc dạng ống và có khe lưới phù hợp để các phân tử khí Oxy, Argon thẩm thấu qua, để lại phân tử Nitơ.

- Tách phân tử dựa trên sự khuếch tán khác biệt

- Dòng khí khuếch tán qua các bó polymer dày đặc

- Phân tử Oxy khuếch tán đầu tiên ra phía ngoài thành bó sợi

- Phân tử Nitơ với độ khuếch tán thấp sẽ đi thẳng thẳng tiếp ra

Ưu điểm của máy tạo Nitơ dạng màng so với dòng PSA:

- Máy dạng ngang, gọn, chiếm ít diện tích

- Dễ lắp đặt

- Giá thành rẻ

Nhược điểm của dòng máy tạo khí Nitơ dạng màng so với dòng PSA

- Tiêu tốn nhiều khí nén hơn so với dòng PSA, gián tiếp gia tăng điện năng tiêu thụ

- Không tách triệt để được phân tử, do đó độ tinh khiết của Nitơ thấp (Tối đa 99.5%)

- Rất nhạy cảm với môi trường, do đó độ tinh khiết của Nitơ bị thay đổi theo ngoại cảnh (độ ẩm,

nhiệt độ, ảnh hưởng của nguồn khí khác như hóa chất, độ mặn của khí gần biển…)

2.Máy tạo khí Nitơ công nghệ PSA

Hiện tại máy tạo khí Nitơ theo công nghệ PSA là loại thông dụng và rất phổ biến.

Vậy công nghệ tạo khí Nitơ PSA là gì?

PSA- Pressure Swing Absorption- là công nghệ tạo khí Nitơ dạng sàng tách phân tử dưới tác dụng hấp thụ thẩm thấu áp suất cao và chuyển đổi tuần hoàn giữa các cụm cột cacbon hoạt tính.

Hạt Carbon hoạt tính CMS (Carbon Molecular Sieve) được phân bố trong 2 tổ hợp để thực hiện hoạt động luôn phiên, 1 cột làm việc và 1 cột tái sinh.

Dưới tác dụng của áp lực cao và đặc tính hoạt tính của Carbon, dòng khí nén đi vào qua rất nhiều tầng hạt CMS, các phân tử Oxy sẽ bị “bắt” dần vào các lỗ do kích thước nhỏ hơn lỗ, các phân tử Nitơ lớn hơn nên tiếp tục đi qua. Tùy thuộc vào độ tinh khiết yêu cầu mà khối lượng hạt CMS sẽ được tính toán phù hợp.