에이 질소 발생기 압축공기로부터 질소가스를 분리하여 현장에서 생산하는 산업시스템입니다. 제공된 질소 실린더나 액체 질소 탱크에 의존하는 대신 이 시스템은 질소를 추출합니다. 지구 대기의 78% —응용 분야 요구 사항에 따라 95%~99.999% 범위의 순도를 제공합니다.
핵심 장점은 전통적인 질소 공급 방법과 관련된 물류, 비용 및 안전 문제를 제거하는 것입니다. 식품 포장부터 전자 제품 제조까지의 산업에서는 질소 발생기를 사용하여 일관된 가스 공급을 유지하는 동시에 운영 비용을 최대로 절감합니다. 실린더 이송 대비 40~60% .
질소 발생기는 특수 분리 기술을 통해 압축 공기를 필터링하여 작동합니다. 이 공정은 압축된 공기를 발전기로 전달하는 공기 압축기로 시작됩니다. 발전기는 산소, 수증기 및 기타 미량 가스를 제거하여 질소 분자를 분리합니다.
이 공정의 효율성은 사용된 분리 기술에 따라 달라지며, 다양한 순도 요구사항과 유량에 적합한 다양한 방법이 사용됩니다.
두 가지 주요 기술이 질소 생성 시장을 지배하고 있으며, 각각은 특정 응용 분야에 대해 뚜렷한 이점을 가지고 있습니다.
PSA 질소발생기는 탄소분자체(CMS) 소재를 사용해 산소 분자를 선택적으로 흡착하는 동시에 질소는 통과시킵니다. 시스템에는 매 순간 흡착과 재생 단계를 번갈아 수행하는 두 개의 타워가 포함되어 있습니다. 30~120초 .
주요 특징은 다음과 같습니다:
멤브레인 시스템은 다양한 가스 분자에 대해 투과율이 다른 중공 섬유 멤브레인을 활용합니다. 산소와 수증기는 질소보다 빠르게 막 벽을 통해 침투하여 질소가 풍부한 흐름을 생성합니다.
주요 특징은 다음과 같습니다:
| 특징 | PSA 발생기 | 멤브레인 발생기 |
|---|---|---|
| 최대 순도 | 99.999% | 99.5% |
| 움직이는 부품 | 예(밸브) | 아니요 |
| 에너지 효율성 | 더 높음 | 낮은 |
| 초기비용 | 더 높음 | 낮은 |
| 유지보수 | 보통 | 최소한의 |
질소 발생기는 불활성 대기, 제품 보존 또는 안전 응용 분야에서 안정적인 질소 공급이 필요한 다양한 산업 전반에 걸쳐 중요한 기능을 수행합니다.
가스 치환 포장(MAP)은 질소를 사용하여 산소를 대체하므로 유통기한이 연장됩니다. 200-400% 커피, 견과류, 말린 과일과 같은 제품의 경우. 양조장은 탱크 블랭킷 및 탄산화를 위해 질소를 사용하며 최대 하루 500입방미터 중간 규모 작업에서.
웨이브 솔더링 및 리플로우 오븐에는 다음 온도에서 질소 분위기가 필요합니다. 99.99% 순도 PCB 조립 중 산화를 방지합니다. 일반적인 SMT 라인은 시간당 50~100m3의 질소를 소비하므로 현장 발전은 대용량 시설에 경제적으로 필수적입니다.
반응기 블랭킷, 제품 건조 및 파이프라인 퍼지에는 제어된 질소 환경이 필요합니다. 제약 시설에는 종종 다음이 필요합니다. 99.5-99.9% 순도 전자 기록에 대한 FDA 21 CFR Part 11 요구 사항을 충족하는 문서가 포함되어 있습니다.
파이프라인 퍼지, 압력 테스트 및 강화된 오일 회수 응용 분야에서는 막대한 양의 질소를 소비합니다. 해양 플랫폼에서는 다음과 같은 이유로 막 발생기를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 움직이는 부품이 없는 디자인 그리고 움직임과 진동에 대한 저항.
레이저 절단, 브레이징 및 어닐링 작업에서는 산화 및 스케일 형성을 방지하기 위해 질소를 사용합니다. 단일 레이저 절단기는 소비할 수 있습니다. 시간당 20-40 입방미터 스테인레스 스틸 응용 분야의 경우 순도 99.999%입니다.
질소 발생기의 재정적 사례는 반복되는 공급 비용을 제거하고 운영 유연성을 향상시키는 데 중점을 두고 있습니다.
소비하는 시설의 경우 매일 100입방미터의 질소 , 연간 비용은 다음과 같이 분류됩니다.
일반적인 시스템 비용은 다음과 같습니다. $25,000 ~ $150,000 용량 및 순도 요구 사항에 따라 지속적인 운영의 경우 투자 회수 기간은 평균 1.5~3년입니다.
직접적인 비용 절감 외에도 질소 발생기는 다음을 제거합니다.
적절한 질소 발생기 크기를 결정하려면 유량, 순도 수준 및 작동 압력이라는 세 가지 중요한 매개변수를 분석해야 합니다.
최대 생산 조건에서 실제 사용량을 측정하여 시간당 최대 소비량을 계산합니다. 추가 20-30% 안전마진 미래의 성장과 공정 변화를 설명합니다. 시스템은 시간당 5입방미터의 소형 장치부터 시간당 10,000입방미터 이상을 생산하는 산업용 설비까지 다양합니다.
과도하게 지정하는 대신 생성기 출력을 실제 애플리케이션 요구 사항에 일치시킵니다. 99% 이상의 순도가 1% 증가할 때마다 15-25% 더 많은 에너지 그리고 더 큰 장비. 일반적인 순도 수준은 다음과 같습니다.
질소 발생기는 적절한 양의 깨끗하고 건조한 압축 공기가 필요합니다. 일반적으로 PSA 시스템에는 다음이 필요합니다. 4-5 입방미터의 압축 공기 99% 순도로 1입방미터의 질소를 생산합니다. 멤브레인 시스템에는 다음이 필요합니다. 5-8 입방미터 입방미터당 질소 생산량.
질소 발생기는 일관된 성능과 수명을 보장하기 위해 최소한이지만 중요한 유지 관리가 필요합니다.
주요 유지 관리 작업은 다음과 같습니다.
멤브레인 시스템에는 개입이 훨씬 덜 필요합니다.
수명에 영향을 미치는 가장 중요한 요소는 압축 공기의 품질입니다. 오일과 물 오염은 몇 달 내에 분리 매체를 영구적으로 손상시킬 수 있으므로 적절한 공기 처리가 필수적입니다.
현장 질소 생성은 기존 전달 방법에 비해 환경에 미치는 영향을 줄이면서 작업장 안전을 향상시킵니다.
배달 트럭 운행을 없애면 다음과 같이 CO2 배출량이 줄어듭니다. 60-80% 실린더 배송과 비교. 매일 100입방미터를 사용하는 시설은 대략적인 비용을 절감합니다. 연간 15톤의 CO2 운송 배출을 피함으로써.
현장 발전은 고압 실린더 취급 위험을 제거하고 극저온 액체 노출을 줄입니다. 질소 발생기는 다음에서 작동합니다. 7-10바 저장 실린더의 200bar에 비해 치명적인 고장 위험이 크게 줄어듭니다. 또한 지속적인 가용성 덕분에 작업자가 가스 부족으로 인해 안전 절차를 연기하는 일이 방지됩니다.
질소 생성 기술은 에너지 효율성, 자동화 및 통합 기능의 향상을 통해 계속 발전하고 있습니다.
최근 혁신에는 다음과 같이 에너지 소비를 줄이는 가변 속도 구동 압축기가 포함됩니다. 20-35% 부분 부하 작동 중에 오류가 발생하기 전에 유지 관리 필요성을 예측하는 IoT 지원 모니터링 시스템, PSA와 멤브레인 기술을 결합하여 다양한 수요 프로필에서 효율성을 최적화하는 하이브리드 시스템입니다.
에이dvanced carbon molecular sieve formulations now achieve the same purity at lower pressure differentials, reducing compression energy requirements. Some manufacturers report 40% 에너지 절약 10년 전 시스템에 비해 차지하는 공간은 30% 적습니다.