หัวใจสำคัญของเครื่องกำเนิดไนโตรเจนที่ใช้เทคนิคการแยกเมมเบรนคือเมมเบรนสำหรับแยกอย่างไม่น่าแปลกใจเมมเบรนประกอบด้วยเส้นใยกลวงหลายพันเส้นที่อากาศอัดถูกส่งผ่านผนังของเส้นใยแต่ละชนิดสามารถซึมผ่านโมเลกุลของก๊าซได้ แต่ก๊าซบางชนิดสามารถทะลุผ่านได้ง่ายกว่าชนิดอื่นก๊าซ 'เร็ว' เหล่านี้ รวมถึงออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ ผ่านผนังเส้นใยและถูกระบายออกสู่ชั้นบรรยากาศก๊าซไนโตรเจนที่ 'ช้า' จะไหลผ่านผนังไฟเบอร์ได้ช้ากว่ามาก ทำให้เกิดกระแสไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงที่ทางออกของเมมเบรนไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวไปยังเมมเบรน เพียงแค่ควบคุมความดันและอัตราการไหลของอากาศอัดผ่านเมมเบรน ส่งผลให้เกิดการผลิตไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง
เครื่องกำเนิดไนโตรเจน PSA ใช้วัสดุ Carbon Molecular Sieve (CMS) เพื่อดึงออกซิเจนออกจากอากาศอัดจากแหล่งกำเนิดวัสดุ CMS ประกอบด้วยคาร์บอนที่มีรูพรุนซึ่งมีขนาดรูพรุนที่ควบคุมอย่างประณีตเมื่ออากาศอัดผ่านวัสดุ โมเลกุลออกซิเจนจะถูกดูดซับเข้าไปในรูพรุน ในขณะที่โมเลกุลไนโตรเจนขนาดใหญ่กว่าสามารถผ่านไปยังก๊าซไอเสียได้ในที่สุด CMS จะอิ่มตัวด้วยโมเลกุลออกซิเจน และการแยกก๊าซจะไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป
ด้วยเหตุนี้ เครื่องกำเนิด PSA จึงได้รับการออกแบบให้มีคอลัมน์ดูดซับตั้งแต่สองคอลัมน์ขึ้นไปเสมอคอลัมน์หนึ่งกำลังแยกก๊าซอย่างแข็งขัน ในขณะที่อีกคอลัมน์หนึ่งกำลังถูกสร้างขึ้นใหม่โดยการส่งไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงผ่านคอลัมน์นั้นเพื่อแยกออกซิเจนออกและระบายออกเป็นก๊าซเสียเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสลับระหว่างสองคอลัมน์ทุกๆ 60 วินาทีโดยประมาณความจำเป็นในการสลับระหว่างคอลัมน์ดูดซับทั้งสองคอลัมน์ส่งผลให้จำเป็นต้องใช้วาล์วควบคุมอัตโนมัติหลายตัว ซึ่งเพิ่มจุดที่อาจเกิดความล้มเหลวในยูนิตได้อย่างมากนอกจากนี้ โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้ถังบัฟเฟอร์ไนโตรเจนเพื่อให้แน่ใจว่าความดันและอัตราการไหลคงที่ในระหว่างการสลับระหว่างคอลัมน์การดูดซับทั้งสองคอลัมน์
การแยกเมมเบรน: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแต่ละเครื่องมีการกรองแบบอินไลน์เพื่อกำจัดอนุภาค น้ำของเหลว และลำเลียงไฮโดรคาร์บอนออกจากกระแสอากาศก่อนที่จะเข้าสู่เมมเบรนสำหรับการแยกเยื่อเมมเบรน Air Products PRISM® ที่ ECS ใช้ได้รับการออกแบบมาเพื่อกรองไอน้ำออก โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องทำแห้งแบบแช่เย็นหรือแบบดูดความชื้นที่ต้นทางของตัวเครื่อง
การดูดซับแรงดันสวิง (PSA): โดยทั่วไปหน่วย PSA ยังรวมถึงการกรองอนุภาคแบบอินไลน์และนำไฮโดรคาร์บอนส่วนเกินไปในท่ออากาศต้นทางเพื่อปกป้องวัสดุ CMSอย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับเมมเบรน Air Products PRISM® ตรงที่วัสดุ CMS ในหน่วย PSA อาจได้รับผลกระทบในทางลบจากน้ำ/ไอน้ำในแหล่งก๊าซไอน้ำจะถูกดูดซับโดยวัสดุ CMS ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของกระบวนการแยกลดลง และส่งผลให้ไนโตรเจนมีความบริสุทธิ์ลดลง
นอกจากนี้ หากมีน้ำไหลผ่านหรือเกิดการควบแน่นในถังดูดซับ วัสดุ CMS อาจเสียหายได้น้ำที่เป็นของเหลวอาจส่งผลให้มีการไหลเวียนของวัสดุ CMS ส่งผลให้เกิดการไหลเวียนของอากาศที่ไม่เหมาะสมผ่านเบดและลดการผลิตในบางกรณี CMS อาจได้รับความเสียหายอย่างไม่อาจซ่อมแซมได้ และจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ทั้งหมดด้วยเหตุนี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า PSA จึงต้องใช้เครื่องทำลมแห้งแบบแช่เย็นบนกระแสก๊าซทางเข้าเสมอ ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวอีกจุดหนึ่งและมีการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้น
การแยกเมมเบรน: เนื่องจากเทคนิคการแยกเมมเบรนต้องใช้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อย ECS จึงสามารถออกแบบระบบให้มีขนาดเล็กที่สุดของเครื่องกำเนิดไนโตรเจนที่มีอยู่ในตลาดในปัจจุบันนอกจากนี้ ECS ยังใช้วิธีการเติมและไล่อากาศเพื่อเฉื่อยระบบสปริงเกอร์ดับเพลิง โดยไม่จำเป็นต้องใช้ถังเก็บไนโตรเจน/ถังบัฟเฟอร์ ช่วยลดปริมาณการใช้อุปกรณ์ และช่วยประหยัดต้นทุนและค่าวัสดุและค่าแรงในการติดตั้งได้อย่างมาก
การดูดซับแรงดันสวิง (PSA): ตัวควบคุม วาล์ว เตียงดูดซับ เครื่องทำลมแห้งแบบแช่เย็น และถังบัฟเฟอร์ไนโตรเจนที่เพิ่มเข้ามาซึ่งจำเป็นสำหรับแนวทาง PSA ส่งผลให้อุปกรณ์มีน้ำหนักมากขึ้นและเทอะทะมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดส่งผลให้ต้นทุนการติดตั้งสูงขึ้นและความต้องการพื้นที่ที่มากขึ้น ณ จุดติดตั้ง
การแยกเมมเบรน: เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่จำหน่าย มีผู้ผลิตเมมเบรนไนโตรเจนหลายราย บางรายผลิตผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง และบางรายผลิตตัวเลือกที่คุ้มค่านับตั้งแต่ก่อตั้ง Sumairui Gas ได้ใช้เมมเบรน Air Products PRISM® ซึ่งแสดงถึงคุณภาพสูงสุดของเทคโนโลยีที่มีอยู่Air Products ได้คิดค้นเทคโนโลยีการแยกเมมเบรนไนโตรเจนในปี 1970 และได้มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง
ปัจจุบัน เมมเบรนได้รับการออกแบบให้มีอายุการใช้งานยี่สิบ (20) ปีที่รอบการทำงาน 100% (ในอุตสาหกรรมการป้องกันอัคคีภัย เราใช้เมมเบรนที่รอบการทำงานไม่เกิน 10%)ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนเมมเบรนอยู่ที่ไม่เกิน 25% ของต้นทุนของเครื่องกำเนิดไนโตรเจนนอกจากนี้ แรงงานที่เกี่ยวข้องในการเปลี่ยนเมมเบรนไนโตรเจนในภาคสนามยังมีน้อยมาก และสามารถทำได้ภายในหนึ่งชั่วโมงโดยช่างติดตั้งสปริงเกอร์ดับเพลิง เพื่อให้เครื่องสำรองและทำงาน และระบบป้องกันอัคคีภัยกลับมาใช้งานได้อีกครั้ง
การดูดซับแรงดันสวิง (PSA): ผู้ผลิต PSA ส่วนใหญ่รายงานว่าวัสดุ CMS มีอายุการใช้งานโดยทั่วไปที่ 20+ ปี หากมีการบำรุงรักษาและการกรองอากาศอย่างเหมาะสมอย่างไรก็ตาม สิ่งที่ไม่ชัดเจนก็คือ การเปลี่ยน CMS สามารถทำได้โดยบุคลากรนอกสถานที่ หรือหากจำเป็นต้องให้ตัวแทนของผู้ผลิตดำเนินการเปลี่ยนทดแทนงานนี้เกี่ยวข้องกับการแยกชิ้นส่วนคอลัมน์ดูดซับทั้งสอง การนำวัสดุ CMS เก่าออก และการบรรจุคอลัมน์ใหม่ตามข้อกำหนดดั้งเดิมด้วยวัสดุ CMS ใหม่
คอลัมน์ที่บรรจุใหม่จะต้องได้รับการทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่ามีการแยกก๊าซอย่างเหมาะสมนี่เป็นการฝึกหัดที่ใช้แรงงานเข้มข้นซึ่งจะต้องดำเนินการในขณะที่หน่วยไม่สามารถใช้งานได้ ส่งผลให้สูญเสียก๊าซควบคุมไปยังระบบสปริงเกอร์ดับเพลิงแบบแห้งและแบบเตรียมปฏิกิริยานอกจากวัสดุ CMS แล้ว ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า PSA ยังเพิ่มจุดที่เกิดความเสียหายเพิ่มเติมให้กับอุปกรณ์ ทั้งบนอุปกรณ์ควบคุมและวาล์วอัตโนมัติที่สลับการไหลระหว่างคอลัมน์ดูดซับทั้งสองคอลัมน์ความล้มเหลวใดๆ ในส่วนประกอบเหล่านี้จะส่งผลให้ระบบหยุดให้บริการ
โดยทั่วไปเมมเบรนแยกไนโตรเจนสามารถผลิตไนโตรเจนที่ความบริสุทธิ์สูงถึง 99.5% ในขณะที่เครื่องกำเนิดไนโตรเจน PSA สามารถสร้างความบริสุทธิ์ได้สูงถึง 99.9995%ตามความเป็นจริงแล้ว ความแตกต่างของความบริสุทธิ์ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างทั้งสองนั้นไม่มีนัยสำคัญในอุตสาหกรรมสปริงเกอร์ดับเพลิง โดยที่ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจน 98% ได้กลายเป็นมาตรฐานทั่วทั้งอุตสาหกรรมสำหรับการควบคุมการกัดกร่อน
| รายการ | ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจน (Nm3/ชม.) | ขนาด |
น้ำหนัก
|
||||
| 90% | 95% | 99% | 99.5% | 99.9% | (ย*ก*ส) มม | กิโลกรัม | |
| OSM15 | 135 | 61 | 23 | 15 | 6.5 | 450*300*1300 | 100 |
| OSM30 | 270 | 122 | 46 | 30 | 13 | 550*500*1300 | 140 |
| OSM60 | 540 | 244 | 92 | 60 | 26 | 900*850*1300 | 200 |
| โอเอสเอ็ม120 | 1,080 | 488 | 184 | 120 | 52 | 1200*1000*1500 | 280 |
| OSM180 | 1620 | 732 | 276 | 180 | 78 | 1500*1200*1500 | 400 |
| OSM240 | พ.ศ. 2433 | 854 | 322 | 240 | 104 | 1800*1200*1600 | 520 |
| OSM300 | 2700 | 1220 | 460 | 300 | 130 | 2300*1350*1800 | 600 |
| OSM450 | 4050 | 1830 | 690 | 450 | 195 | 3850*1500*2000 | 800 |
| OSM525 | 4725 | 2135 | 805 | 525 | 227.5 | 4200*1550*2100 | 950 |
| OSM600 | 5400 | 2440 | 920 | 600 | 260 | 5,000*1800*2250 | 1,050 |
| OSM675 | 6075 | 2745 | 1,035 | 675 | 292.5 | 5500*1800*2350 | 1250 |
| OSM750 | 6750 | 3050 | 1150 | 750 | 325 | 5850*1850*2400 | 1500 |
| OSM900 | 8100 | 3660 | 1380 | 900 | 390 | 6500*1950*2400 | 1700 |
| OSM1050 | 9450 | 4270 | 1610 | 1,050 | 455 | 7800*2100*2450 | 1950 |
| OSM1500 | 13500 | 6100 | 2300 | 1500 | 650 | 10500*2300*2600 | 2100 |
| OSM1800 | 16200 |
7320
|
2760 | 1800 | 780 | 13000*2350*2600 | 2600 |
อ้างอิงการออกแบบ:
แรงดันลมเข้า 9 บาร์(ก.)/130 psi(ก.)
คุณภาพอากาศ 1.4.1 ตามมาตรฐาน ISO 8573-1:2010
แรงดันทางออกของไนโตรเจน 7 บาร์(ก.)/101psi(ก.)
คุณภาพไนโตรเจน 1.2.1 ตามมาตรฐาน ISO 8573-1:2010
ออกแบบอุณหภูมิการทำงานสูงสุด 50 ℃
จุดน้ำค้างที่ทางออกไนโตรเจน - 50 ℃
หมายเหตุ:
แรงดันขาเข้าของอากาศอัดจะตัดสินประสิทธิภาพของเมมเบรน
คำขอต่อไปนี้ของเครื่องกำเนิดไนโตรเจนแบบเมมเบรนจะได้รับการปรับแต่ง:
ความดันอากาศอัด >14 bar(g)/203 psi(g) สูงสุด 24 bar(g)/350 psi(g)
แรงดันใช้งาน >24 บาร์(ก.)/350 psi(ก.)
จุดน้ำค้าง ＜ - 50 ℃
เคลื่อนย้ายได้/บรรจุ ปลั๊กแอนด์เพลย์
ขับเคลื่อนด้วยดีเซล
ข้อกำหนดพิเศษอื่น ๆ ตามเงื่อนไขของไซต์
