질소발생기의 원리와 특성

2026-07-17 0 나에게 메시지를 남겨주세요

A 질소 발생기공기를 원료로 하여 물리적인 방법으로 산소와 질소를 분리하여 질소가스를 얻는 장치입니다. 다양한 분리 방법에 따라 산업용 질소 발생기는 극저온 공기 분리, 분자체 공기 분리(PSA) 및 막 공기 분리의 세 가지 유형으로 분류될 수 있습니다.

질소 발생기는 PSA(Pressure Swing Adsorption) 기술을 기반으로 설계 및 제조되었습니다. 고품질 수입 탄소 분자체(CMS)를 흡착제로 사용하고 상온에서 압력 변동 흡착 원리를 채택하여 공기 중의 산소와 질소를 분리하여 고순도 질소를 생산합니다. 일반적으로 두 개의 흡착탑이 병렬로 연결됩니다. 가져온 PLC 시스템으로 제어되는 공압 밸브는 자동으로 작동하여 가압 흡착과 감압 재생을 교대로 수행하여 산소-질소 분리를 완료하고 필요한 순도의 질소를 얻습니다.

질소 발생기의 작동 원리

PSA 압력 변동 흡착 질소 발생 원리

탄소 분자체는 공기 중의 산소와 질소를 모두 흡착할 수 있습니다. 압력이 증가함에 따라 흡착 용량이 증가합니다. 동일한 압력 하에서 산소와 질소의 평형 흡착 용량 사이에는 뚜렷한 차이가 없습니다. 따라서 압력 변화만으로는 효과적인 산소-질소 분리를 달성하기 어렵습니다.

흡착율의 차이를 고려함으로써 산소와 질소의 흡착특성을 효과적으로 구분할 수 있습니다. 산소의 분자 직경은 질소의 분자 직경보다 작으므로 확산 속도는 질소보다 수백 배 빠릅니다. 따라서 탄소 분자체는 산소를 훨씬 빠르게 흡수합니다. 약 1분 정도 흡착하면 산소의 90% 이상이 흡착되는 반면, 질소의 흡착량은 약 5%에 불과합니다.

이 단계에서 흡착된 가스는 주로 산소이고 나머지 가스는 주로 질소입니다. 흡착시간을 1분 이내로 조절하면 산소와 질소를 초기에 분리할 수 있습니다. 즉, 압력의 차이를 통해 흡착과 탈착이 이루어집니다. 즉, 압력이 증가하면 흡착이 일어나고, 압력이 감소하면 탈착이 일어납니다.

산소와 질소의 분리는 두 가스 사이의 흡착 속도의 차이에 따라 달라집니다. 흡착시간을 조절함으로써 산소는 충분히 흡착되고, 질소는 흡착되는 시간이 부족한 상태에서 흡착과정을 중단하여 효율적인 질소 생산을 달성할 수 있습니다.

극저온 공기 분리 질소 생성 원리

극저온 질소 생성은 질소 가스뿐만 아니라 액체 질소도 생산할 수 있어 액체 질소가 필요한 공정 요구 사항을 충족합니다. 액체질소는 액체질소 저장탱크에 보관할 수 있습니다. 질소 공급이 중단되거나 공기 분리 장치에 유지 관리가 필요한 경우 저장된 액체 질소는 기화기로 들어가 가열된 다음 질소 파이프라인에 공급되어 공정 장비의 질소 요구 사항을 충족합니다.

극저온 질소 생성의 작동 주기(두 가지 주요 온난화 작업 사이의 간격)는 일반적으로 1년 이상입니다. 따라서 일반적으로 극저온 질소 생성 시스템에는 백업 장비가 고려되지 않습니다. 그러나 PSA 질소 발생기는 백업 저장 기능 없이 질소 가스만 생산할 수 있으며 단일 장치로는 지속적인 장기 작동을 보장할 수 없습니다.