氮(dan)氫(qing)空(kong)壹(yi)體機(ji)是壹(yi)種集氮(dan)氣(qi)、氫(qing)氣、空(kong)氣發(fa)生(sheng)器為(wei)壹(yi)體的(de)綜合(he)氣體發(fa)生(sheng)器,它(ta)能夠(gou)在同壹(yi)設備中同時生(sheng)成(cheng)這(zhe)三種氣(qi)體,具(ju)有(you)高效、安(an)全、方(fang)便、經(jing)濟的(de)特(te)點。其(qi)主(zhu)要通(tong)過(guo)電(dian)解(jie)水產(chan)生(sheng)氫(qing)氣和(he)分解(jie)氨氣(或利(li)用(yong)壓(ya)力(li)擺(bai)脫(tuo)吸(xi)附(fu)技(ji)術、膜分(fen)離(li)技(ji)術從空(kong)氣中提取(qu)氮(dan)氣(qi))來生(sheng)成(cheng)所需的氣(qi)體。在電解(jie)水的(de)過(guo)程(cheng)中,陰極產(chan)生(sheng)氫(qing)氣,陽(yang)極產(chan)生(sheng)氧(yang)氣;而(er)分(fen)解(jie)氨氣則(ze)是在高溫高壓(ya)下(xia)將液(ye)態氨分(fen)解為(wei)氮(dan)氣(qi)和氫(qing)氣。通(tong)過(guo)這(zhe)種方(fang)式,氮(dan)氫(qing)空(kong)壹(yi)體機(ji)能夠(gou)快速(su)產(chan)生(sheng)大量(liang)高純度的(de)氮(dan)氣(qi)、氫(qing)氣和(he)空(kong)氣。
氮(dan)氫(qing)空(kong)壹(yi)體機(ji)其(qi)主(zhu)要組(zu)成(cheng)部分(fen)可(ke)以(yi)清晰(xi)地劃分(fen)為(wei)三大(da)功(gong)能模塊(kuai),以(yi)及(ji)共用的控制系統和結構框(kuang)架:
1、空(kong)氣壓(ya)縮(suo)與(yu)凈化模塊(kuai)
這(zhe)是整個(ge)系統的“氣源”基(ji)礎,負(fu)責提供(gong)潔凈、幹燥(zao)的壓(ya)縮(suo)空(kong)氣。
空(kong)氣壓(ya)縮(suo)機(ji):
核心(xin)部件,通(tong)常(chang)為(wei)無油活塞(sai)式或滾動(dong)轉子(zi)式壓(ya)縮(suo)機(ji)。
功能:吸入(ru)環(huan)境空(kong)氣並(bing)將其(qi)壓(ya)縮(suo)至(zhi)所需的工(gong)作(zuo)壓(ya)力(li)(通(tong)常(chang)0.4-0.5 MPa)。
關(guan)鍵點:采(cai)用(yong)“無油”設計,從(cong)源(yuan)頭(tou)避免(mian)潤(run)滑(hua)油汙(wu)染氣(qi)體。
儲(chu)氣罐(guan):
作(zuo)用(yong):儲(chu)存(cun)壓(ya)縮(suo)空(kong)氣,緩(huan)沖壓(ya)力(li)波動(dong),使(shi)氣(qi)流(liu)更穩定。
排(pai)水閥(fa):底部裝(zhuang)有(you)手動(dong)或(huo)自動(dong)排(pai)水閥(fa),用於定期排(pai)出壓(ya)縮(suo)過(guo)程(cheng)中產(chan)生(sheng)的冷(leng)凝(ning)水。
空(kong)氣凈化系統:
通(tong)常(chang)由(you)多級(ji)過(guo)濾器串(chuan)聯(lian)組(zu)成(cheng),逐級(ji)去(qu)除(chu)空(kong)氣中的雜(za)質(zhi):
粉(fen)塵過(guo)濾器/初效濾芯(xin):過(guo)濾空(kong)氣中的大(da)顆(ke)粒(li)灰(hui)塵和(he)雜(za)質。
活性(xing)炭過(guo)濾器:吸(xi)附(fu)空(kong)氣中的油霧(wu)(來自環境或壓(ya)縮(suo)機(ji)微量泄(xie)漏(lou))、水蒸(zheng)氣(qi)和有(you)機(ji)揮發(fa)物(VOCs)。
變(bian)色(se)矽(gui)膠(jiao)/分(fen)子(zi)篩(shai)幹燥(zao)管:深(shen)度幹燥(zao)空(kong)氣,將露(lu)點降(jiang)至(zhi)-40°C以(yi)下(xia),確保(bao)空(kong)氣極度幹燥(zao),防止(zhi)後(hou)續(xu)系統結露(lu)和腐(fu)蝕。
2、氮(dan)氣(qi)發(fa)生(sheng)模塊(kuai)
利(li)用(yong)空(kong)氣作(zuo)為(wei)原料,通(tong)過(guo)物理(li)方(fang)法分離出高純度氮(dan)氣(qi)。
核心(xin)分離技(ji)術:變(bian)壓(ya)吸附(fu)(PSA,Pressure Swing Adsorption)。
碳(tan)分(fen)子(zi)篩(shai)(CMS,Carbon Molecular Sieve):
填充在吸附(fu)柱中,是PSA技(ji)術的核心(xin)材料(liao)。
原理:在加(jia)壓(ya)狀(zhuang)態下(xia),碳(tan)分(fen)子(zi)篩(shai)優(you)先(xian)吸(xi)附(fu)空(kong)氣中的氧(yang)氣、二氧(yang)化碳(tan)和(he)水分(fen)子(zi),讓(rang)氮(dan)氣(qi)通(tong)過(guo);在減壓(ya)狀(zhuang)態下(xia),被吸(xi)附(fu)的雜(za)質(zhi)脫(tuo)附(fu)並(bing)排(pai)出,實(shi)現(xian)分(fen)子(zi)篩(shai)的再生(sheng)。
吸附(fu)柱:通(tong)常(chang)為(wei)兩個(ge),交替進(jin)行(xing)吸附(fu)和再(zai)生(sheng),實現(xian)連(lian)續產(chan)氮(dan)。
氣(qi)動(dong)控(kong)制(zhi)閥(fa)組(電磁閥(fa)):控制氣體流(liu)向,實(shi)現(xian)兩(liang)個(ge)吸附(fu)柱的循(xun)環(huan)切換(huan)。
氮(dan)氣(qi)輸出口(kou):連(lian)接至用(yong)氣(qi)設備,通(tong)常(chang)配有(you)壓(ya)力(li)表(biao)和(he)流(liu)量計(ji)。
3、氫(qing)氣發(fa)生(sheng)模塊(kuai)
通(tong)過(guo)電(dian)解(jie)水的(de)方(fang)式產(chan)生(sheng)高純度氫(qing)氣。
核心(xin)原理:堿性水電(dian)解(通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)KOH或NaOH溶液(ye)作(zuo)為(wei)電解(jie)質(zhi))。
電(dian)解槽:
核心(xin)部件,內部有(you)多個(ge)串(chuan)聯(lian)的(de)電解(jie)池。
原理:直(zhi)流(liu)電通(tong)過(guo)電(dian)解(jie)液(ye),水(H₂O)在陰極分(fen)解(jie)產(chan)生(sheng)氫(qing)氣(H₂),在陽極分(fen)解(jie)產(chan)生(sheng)氧(yang)氣(O₂)。
氫(qing)氣凈化系統:
電解產(chan)生(sheng)的氫(qing)氣含(han)有(you)水蒸(zheng)氣(qi),需經(jing)過(guo)幹燥(zao)管(通(tong)常(chang)填(tian)充(chong)變(bian)色(se)矽(gui)膠(jiao)或(huo)分子(zi)篩(shai))進(jin)行(xing)幹燥(zao),達到(dao)露(lu)點要求(qiu)。
氧(yang)氣排(pai)放口(kou):電(dian)解產(chan)生(sheng)的氧(yang)氣作(zuo)為(wei)副產(chan)品,通(tong)過(guo)管(guan)道(dao)直(zhi)接(jie)排(pai)入(ru)大(da)氣(需確保(bao)通(tong)風(feng)良(liang)好)。
液(ye)位(wei)計與補液(ye)口(kou):
用(yong)於觀(guan)察和補充高純水(去(qu)離(li)子(zi)水或(huo)蒸(zheng)餾水)。
註意(yi):只允許(xu)補充水,不(bu)可添(tian)加(jia)電(dian)解(jie)質(zhi)。
氫(qing)氣輸(shu)出口(kou):連(lian)接至用(yong)氣(qi)設備,通(tong)常(chang)有(you)壓(ya)力(li)表(biao)和(he)流(liu)量計(ji)。
4、共用系統與結構
中央(yang)控制(zhi)系統:
微電腦控(kong)制器:集成(cheng)在控制(zhi)面板(ban)上,用於(yu)設定參數、監控運(yun)行狀(zhuang)態、顯(xian)示壓(ya)力(li)/流(liu)量/報(bao)警信(xin)息。
傳感器:包括(kuo)壓(ya)力(li)傳感器、液(ye)位(wei)傳感器、溫度傳感器等,實時反(fan)饋設備狀(zhuang)態。
報警系(xi)統:當出現(xian)缺(que)水、壓(ya)力(li)異常、過(guo)熱(re)等故障(zhang)時,發(fa)出聲光報(bao)警並(bing)可能自動(dong)停(ting)機(ji)。
電源系(xi)統:提供(gong)設備運(yun)行所需的電(dian)力(li)。
機(ji)箱與框(kuang)架(jia):將(jiang)上述所有(you)模塊(kuai)集成(cheng)在壹(yi)個(ge)緊湊的機(ji)箱內,通(tong)常(chang)配有(you)散(san)熱風(feng)扇(shan)和減震(zhen)裝(zhuang)置。
氣(qi)體輸(shu)出接(jie)口(kou):標(biao)準化的接(jie)頭(tou)(如(ru)壓(ya)帽式、快插接(jie)頭),分(fen)別(bie)標(biao)有(you)N₂、H₂、Air,方(fang)便連(lian)接氣路(lu)管(guan)線。