Máy tạo nitơ màng nhỏ gọn cho phòng thí nghiệm

Trong-các ứng dụng tách khí ở quy mô phòng thí nghiệm, sương nitơ lỏng và khí xi lanh từ lâu đã đóng vai trò là lựa chọn cung cấp thông thường. Tuy nhiên, trong các hoạt động thông thường, việc thay đổi xi lanh thường xuyên, tổn thất bay hơi do lưu trữ nitơ lỏng và các hạn chế về tính liên tục của nguồn cung cấp có thể gây ra những gián đoạn quy trình không cần thiết. Máy tạo nitơ dạng màng nhỏ gọn dành cho phòng thí nghiệm cung cấp giải pháp thay thế trực tiếp hơn để giải quyết những cân nhắc vận hành này.

Nguyên tắc hoạt động: Thẩm thấu có chọn lọc-Dựa trên sự phân tách vật lý

Cơ chế hoạt động cốt lõi dựa trên đặc tính thẩm thấu có chọn lọc của cụm màng sợi rỗng. Dưới lực điều khiển áp suất riêng phần chênh lệch, các thành phần khí "nhanh"-bao gồm oxy và hơi nước-thể hiện tốc độ hòa tan-khuếch tán cao hơn qua ma trận thành màng so với các thành phần "chậm" như nitơ. Khi khí nén được lọc và điều hòa đầy đủ đi qua lỗ màng ở điều kiện nhiệt độ và áp suất xác định, các khí thẩm thấu tốt nhất sẽ khuếch tán ra ngoài qua thành màng, trong khi các phân tử nitơ được giữ lại trong lòng và tập trung dọc theo đường dẫn dòng chảy để tạo thành dòng sản phẩm.

Khác biệt với quá trình hấp phụ dao động áp suất hoặc quá trình chưng cất đông lạnh, phương pháp tách này không yêu cầu chu kỳ áp suất hoặc nguồn làm lạnh bên ngoài. Sự phân tách liên tục đạt được thông qua sự khác biệt nội tại về tốc độ thẩm thấu khí qua vật liệu màng. Do đó, cấu hình hệ thống vẫn nhỏ gọn, với các bộ phận chuyển động tối thiểu, cho phép cung cấp nitơ liên tục mà không cần sự can thiệp của người vận hành. Sự phát thải âm thanh và độ rung tương đối thấp của máy tạo nitơ màng nhỏ gọn dành cho phòng thí nghiệm cũng đáng lưu ý đối với các cơ sở trong phòng thí nghiệm, nơi có thể cân nhắc việc kiểm soát tiếng ồn xung quanh.

Phạm vi tham chiếu hiệu suất

Các tham số sau đây thể hiện các cửa sổ vận hành điển hình cho loại thiết bị này. Giá trị thực tế có thể thay đổi hợp lý tùy thuộc vào chất lượng không khí cấp và điều kiện nhiệt độ môi trường:

Tồn tại một mối quan hệ phi tuyến tính-giữa mức độ tinh khiết và tốc độ dòng chảy hiệu quả hiện có. Ví dụ, việc nâng cao yêu cầu về độ tinh khiết từ 99% lên 99,5% thường dẫn đến giảm đáng kể lượng khí sản phẩm có thể sử dụng được. Do đó, các quyết định lựa chọn phải dựa trên ngưỡng độ tinh khiết của ứng dụng thực tế thay vì theo đuổi độ tinh khiết tối đa có thể đạt được. Đối với các thiết bị phân tích yêu cầu cấp độ tinh khiết nitơ cụ thể, các mô-đun tinh chế bổ sung có thể được tích hợp ở cuối dòng.

Đặc điểm tiêu thụ năng lượng và chi phí vận hành

Mức tiêu thụ điện năng của hệ thống tạo nitơ màng chủ yếu là do máy nén khí và các bộ phận máy sấy lạnh ở thượng nguồn. So với các phương pháp cung cấp khí hóa hơi bằng nitơ lỏng có thông số kỹ thuật và độ tinh khiết tương đương,-việc tạo ra tại chỗ thông qua quá trình tách màng thường giúp giảm được 40%–60% chi phí cung cấp khí toàn diện. Lợi thế kinh tế này bắt nguồn từ việc không cần cung cấp năng lượng nhiệt cho chính quá trình phân tách, cùng với việc loại bỏ tổn thất bay hơi hàng ngày từ việc lưu trữ nitơ lỏng và chi phí vận chuyển liên quan. Đối với các phòng thí nghiệm có yêu cầu về độ tinh khiết vừa phải (95%–99%), máy tạo nitơ dạng màng nhỏ gọn dành cho phòng thí nghiệm thường là phương pháp cung cấp tại chỗ-hiệu quả nhất về mặt chi phí.

Bối cảnh ứng dụng công nghiệp

Trong cơ sở hạ tầng công nghiệp và nghiên cứu, các hệ thống này thường được triển khai trong các ứng dụng sau:

• Khí mang sắc ký khí: Cung cấp nguồn khí mang ổn định, liên tục cho máy dò
• Khí phụ trợ máy quang phổ ICP: Đáp ứng yêu cầu về lưu lượng và áp suất cho máy phun sương và ổn định huyết tương
• Làm bay hơi và tẩy dung môi: Cung cấp khả năng bảo vệ tẩy trơ trong quá trình chuẩn bị mẫu
• Xử lý bề mặt vật liệu: Tham gia vào quá trình điều hòa không khí ở nhiệt độ-thấp cho các thí nghiệm sửa đổi bề mặt

Vì phương pháp cung cấp không liên quan đến quá trình đốt cháy hoặc hấp thụ hóa học nên nó không đưa thêm tạp chất hoặc sản phẩm phụ phản ứng, điều này có thể góp phần tích cực vào độ ổn định cơ bản và khả năng tái lập phép đo trong quy trình phân tích.

Cân nhắc kỹ thuật

Cần lưu ý rằng áp suất xả của máy tạo nitơ màng nhỏ gọn dành cho phòng thí nghiệm giảm một cách tự nhiên khi độ tinh khiết của sản phẩm tăng lên. Ví dụ: nếu thiết bị hạ lưu yêu cầu áp suất đầu vào tương đối cao-thì một số mô hình sắc ký khí chỉ định 0,6 MPa trở lên-phải bố trí bình tăng áp hoặc bình đệm ở hạ lưu máy phát điện trong giai đoạn thiết kế. Ngoài ra, hiệu quả tách màng còn phụ thuộc vào nhiệt độ-. Nhiệt độ đầu vào tăng cao làm tăng tốc độ thay đổi tốc độ thẩm thấu trên vật liệu màng và thường nên duy trì nhiệt độ không khí cấp trong phạm vi 20 độ –40 độ để đảm bảo độ ổn định tinh khiết đầu ra.

Shenger Gas cung cấp các cấu hình hệ thống có thể được điều chỉnh để phù hợp với cách bố trí và mô hình tiêu thụ cụ thể của phòng thí nghiệm. Các tùy chọn tùy chỉnh bao gồm mức xử lý sơ bộ khí cấp, giao diện kết nối đầu ra, quy định giám sát điểm sương và sắp xếp phân phối nhiều luồng. Các dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật bao gồm-đánh giá không khí cấp vào tại chỗ, xác minh kích thước đường dây, giám sát lắp đặt và lập kế hoạch bảo trì theo lịch trình cho các cụm màng dựa trên điều kiện sử dụng thực tế.

Chú phổ biến: Máy tạo nitơ màng nhỏ gọn cho phòng thí nghiệm, Máy tạo nitơ màng nhỏ gọn cho phòng thí nghiệm nhà sản xuất, nhà cung cấp, nhà máy tại Trung Quốc