압력 변동 흡착(PSA) 기술로 질소 생성

압력 변동 흡착은 어떻게 작동합니까?

자체적으로 질소를 생산할 때 달성하려는 순도 수준을 알고 이해하는 것이 중요합니다. 타이어 팽창이나 화재 예방과 같은 일부 응용 분야에서는 낮은 순도(90~99%)가 요구되는 반면, 식품 및 음료 산업이나 플라스틱 성형 분야의 응용 분야에서는 높은 순도(97~99.999%)가 요구됩니다. 이러한 경우 PSA 기술은 가장 이상적이고 쉬운 방법입니다.

본질적으로 질소 발생기는 압축 공기 내의 산소 분자에서 질소 분자를 분리하여 작동합니다. 압력 변동 흡착은 흡착을 사용하여 압축 공기 흐름에서 산소를 가두어 이를 수행합니다. 흡착은 분자가 흡착제에 결합할 때 발생하며, 이 경우 산소 분자는 탄소 분자체(CMS)에 부착됩니다. 이는 분리 공정과 재생 공정 사이를 전환하는 CMS로 각각 채워진 두 개의 별도 압력 용기에서 발생합니다. 당분간은 타워 A와 타워 B라고 부르겠습니다.

우선, 깨끗하고 건조한 압축 공기가 타워 A로 들어가고, 산소 분자는 질소 분자보다 작기 때문에 탄소 체의 기공으로 들어갑니다. 반면에 질소 분자는 기공에 들어갈 수 없으므로 탄소 분자체를 우회합니다. 결과적으로 원하는 순도의 질소를 얻게 됩니다. 이 단계를 흡착 또는 분리 단계라고 합니다.

그러나 여기서 끝나지 않습니다. 타워 A에서 생산된 대부분의 질소는 시스템에서 배출되는 반면(직접 사용 또는 저장 가능), 생성된 질소의 일부는 반대 방향(상단에서 하단으로)으로 타워 B로 유입됩니다. 이 흐름은 탑 B의 이전 흡착 단계에서 포착된 산소를 밀어내는 데 필요합니다. 탑 B의 압력을 방출함으로써 탄소 분자체는 산소 분자를 보유하는 능력을 상실합니다. 그들은 체에서 분리되어 타워 A에서 나오는 작은 질소 흐름에 의해 배기 가스를 통해 운반됩니다. 이렇게 함으로써 시스템은 다음 흡착 단계에서 체에 부착될 새로운 산소 분자를 위한 공간을 만듭니다. 우리는 산소 포화 타워 재생을 '세척'하는 과정을 호출합니다.

먼저, 탱크 A는 흡착 단계에 있고 탱크 B는 재생됩니다. 두 번째 단계에서는 두 용기 모두 압력을 균등화하여 전환을 준비합니다. 전환 후 탱크 A는 재생을 시작하고 탱크 B는 질소를 생성합니다.

이 시점에서 두 타워의 압력은 동일해지고 흡착에서 재생으로 또는 그 반대로 단계가 변경됩니다. 타워 A의 CMS는 포화되는 반면, 감압으로 인해 타워 B는 흡착 공정을 다시 시작할 수 있습니다. 이 과정은 '압력 변동'이라고도 하며, 이는 특정 가스가 더 높은 압력에서 포집되고 더 낮은 압력에서 방출될 수 있음을 의미합니다. 2개의 타워 PSA 시스템을 통해 원하는 순도 수준에서 지속적인 질소 생산이 가능합니다.