เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบพีเอสเอ (PSA Nitrogen Generator) LYZD-A Series ได้รับการออกแบบสำหรับการผลิตไนโตรเจน ณ สถานที่ใช้งาน โดยใช้อากาศอัดเป็นก๊าซป้อน แทนที่จะพึ่งพาถังไนโตรเจนที่ขนส่งมาจากภายนอกหรือไนโตรเจนเหลวปริมาณมาก ระบบพีเอสเอจะแยกไนโตรเจนออกจากอากาศอัดโดยตรง และจ่ายก๊าซผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่องตามกำลังการผลิตและระดับความบริสุทธิ์ที่ต้องการ
สำหรับผู้ใช้ที่กำลังประเมิน LYZD-A Series การพิจารณาเฉพาะค่าความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนตามพิกัดยังไม่เพียงพอ แรงดันอากาศป้อน กำลังการผลิตไนโตรเจน ปริมาณการใช้อากาศที่มีประสิทธิผล ฟังก์ชันการควบคุม การกำหนดค่าระบบ และความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ล้วนมีผลต่อการเลือกอุปกรณ์ขั้นสุดท้าย
สำหรับข้อมูลระดับผลิตภัณฑ์ ผู้ใช้สามารถดู กลุ่มเครื่องผลิตไนโตรเจนแบบพีเอสเอ
เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบพีเอสเอ รุ่นแอลวายแซดดี-เอ ทำงานอย่างไร?
LYZD-A Series ใช้เทคโนโลยีการดูดซับแบบสลับความดัน (Pressure Swing Adsorption: PSA) โดยมีถังดูดซับสองถังทำงานสลับกัน
ภายในถังแต่ละใบจะบรรจุตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน (Carbon Molecular Sieve: CMS) เมื่ออากาศอัดเข้าสู่ถังดูดซับ โมเลกุลออกซิเจนจะถูก CMS ดูดซับไว้เป็นหลัก ขณะที่ไนโตรเจนจะไหลผ่านชั้นสารดูดซับและถูกรวบรวมเป็นก๊าซผลิตภัณฑ์
ขณะที่ถัง A กำลังผลิตไนโตรเจน ถัง B จะเข้าสู่กระบวนการลดแรงดันและฟื้นฟู ออกซิเจนที่ CMS ดูดซับไว้ก่อนหน้านี้จะถูกปล่อยออกและระบายสู่บรรยากาศ โดยมีไนโตรเจนปริมาณเล็กน้อยช่วยเป็นก๊าซไล่
เมื่อถัง A ถึงความสามารถในการดูดซับที่กำหนดไว้ และถัง B เสร็จสิ้นกระบวนการฟื้นฟู ระบบควบคุมจะสลับหน้าที่ของทั้งสองถัง โดยถัง B เริ่มกระบวนการดูดซับ ขณะที่ถัง A เข้าสู่กระบวนการฟื้นฟู
กระบวนการสลับนี้ช่วยให้สามารถผลิตไนโตรเจนได้อย่างต่อเนื่องภายใต้การควบคุมอัตโนมัติด้วย PLC (Programmable Logic Controller)
สภาวะการทำงานมาตรฐาน
สภาวะการทำงานมาตรฐานของเครื่องผลิตไนโตรเจนแบบพีเอสเอมีดังนี้:
| พารามิเตอร์ | ข้อมูลจำเพาะ |
|---|---|
| อุณหภูมิอากาศขาเข้า (Inlet Air Temperature) | ≤40°C |
| แรงดันอากาศขาเข้า (Inlet Air Pressure) | 0.5–0.8 MPa |
| ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจน (Nitrogen Purity) | 95%–99.999% |
| จุดน้ำค้างของไนโตรเจน (Nitrogen Dew Point) | ≤−40°C |
| อุณหภูมิแวดล้อม (Ambient Temperature) | ≤40°C |
| รอบการสลับ (Switching Cycle) | 45–60 วินาที |
| แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply) | 220 V / 50 Hz |
| ระดับเสียง (Noise Level) | ≤75 dB |
พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสำคัญ เนื่องจากประสิทธิภาพของระบบ PSA ขึ้นอยู่กับสภาวะของอากาศอัดที่ป้อนเข้าสู่ระบบอย่างมาก ระบบรองรับช่วงความบริสุทธิ์ที่สามารถกำหนดค่าได้ แทนที่จะทำงานด้วยค่าความบริสุทธิ์คงที่เพียงค่าเดียวสำหรับทุกการใช้งาน
เหตุใดจึงต้องกำหนดความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนก่อนเลือกกำลังการผลิต?
ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนและกำลังการผลิตไม่สามารถประเมินแยกออกจากกันได้
โดยทั่วไป เมื่อกำหนดความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนให้สูงขึ้น ระบบดูดซับจำเป็นต้องกักเก็บออกซิเจนมากขึ้นก่อนที่ก๊าซจะไปถึงทางออกของผลิตภัณฑ์ ดังนั้น ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณการใช้อากาศป้อนกับปริมาณไนโตรเจนที่สามารถใช้งานได้จึงเปลี่ยนแปลงตามระดับความบริสุทธิ์ที่ต้องการ
รูปแบบทางเทคนิคที่มีให้เลือกประกอบด้วยความบริสุทธิ์ของไนโตรเจน 99.0%, 99.5%, 99.9%, 99.99% และ 99.999% โดยรูปแบบขั้นสุดท้ายจะถูกกำหนดตามข้อกำหนดของโครงการ
ดังนั้น การระบุเพียงว่า “ไนโตรเจนความบริสุทธิ์สูง” จึงไม่เพียงพอ ควรกำหนดระดับความบริสุทธิ์จริงก่อนกำหนดขนาดระบบ
การเลือกความบริสุทธิ์ที่สูงกว่าความต้องการจริงของกระบวนการอย่างมาก อาจทำให้ปริมาณการใช้อากาศอัดและต้นทุนโดยรวมของระบบเพิ่มขึ้นโดยไม่จำเป็น
กำลังการผลิตและปริมาณการใช้อากาศที่มีประสิทธิผลของรุ่นแอลวายแซดดี-เอ
ภายใต้สภาวะอ้างอิงที่กำหนด LYZD-A Series ครอบคลุมกำลังการผลิตไนโตรเจนตั้งแต่ 20 ถึง 600 m³/h
| รุ่น | กำลังการผลิตไนโตรเจน | ปริมาณการใช้อากาศที่มีประสิทธิผล | ขนาด |
| LYZD-A20 | 20 m³/h | 0.66 m³/min | 1500×850×500 mm |
| LYZD-A50 | 50 m³/h | 1.67 m³/min | 1900×1000×600 mm |
| LYZD-A100 | 100 m³/h | 3.33 m³/min | 2230×1700×800 mm |
| LYZD-A200 | 200 m³/h | 6.67 m³/min | 2750×1750×900 mm |
| LYZD-A300 | 300 m³/h | 10.0 m³/min | 2807×2100×1050 mm |
| LYZD-A400 | 400 m³/h | 13.33 m³/min | 2890×2200×1200 mm |
| LYZD-A500 | 500 m³/h | 16.67 m³/min | 2900×2500×1350 mm |
| LYZD-A600 | 600 m³/h | 20.00 m³/min | 2900×2500×1400 mm |
ข้อมูลกำลังการผลิตเหล่านี้อ้างอิงจากสภาวะการออกแบบที่แรงดันดูดซับ 0.8 MPa(g) อุณหภูมิแวดล้อม 20°C และความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศป้อน 80%
ดังนั้น การกำหนดขนาดระบบจริงควรคำนึงถึงสภาวะ ณ สถานที่ติดตั้ง แทนที่จะนำข้อมูลในตารางไปใช้โดยไม่มีการปรับแก้
คุณลักษณะการควบคุมของระบบพีเอสเอ รุ่นแอลวายแซดดี-เอ
LYZD-A Series มีฟังก์ชันการควบคุมและตรวจสอบหลายรายการที่ออกแบบมาเพื่อรักษาเสถียรภาพของการผลิตไนโตรเจนและลดการดำเนินงานด้วยมือ
การทำงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบ
การเริ่ม การหยุด และการสลับรอบการดูดซับแบบอัตโนมัติ ช่วยให้ระบบสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องสลับถังด้วยมือ
วาล์วนิวเมติกควบคุมด้วยพีแอลซี
PLC ควบคุมวาล์วนิวเมติก (Pneumatic Valve) ตามลำดับการทำงานที่กำหนด โดยประสานขั้นตอนการดูดซับ การลดแรงดัน การฟื้นฟู การปรับแรงดันให้สมดุล และการสลับถัง
การตรวจสอบไนโตรเจนแบบเรียลไทม์
ระบบตรวจสอบความบริสุทธิ์และอัตราการไหลของไนโตรเจนแบบออนไลน์
เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA ไม่เพียงต้องผลิตไนโตรเจนเท่านั้น แต่ยังต้องตรวจสอบด้วยว่าก๊าซผลิตภัณฑ์เป็นไปตามข้อกำหนดการทำงานที่กำหนดไว้
ระบบป้องกันเมื่อไนโตรเจนไม่เป็นไปตามข้อกำหนด
หากความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ ระบบจะส่งสัญญาณเตือน
หากสภาวะที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดยังคงดำเนินต่อเนื่องเกินระยะเวลาที่ตั้งไว้ ระบบสามารถหยุดทำงานโดยอัตโนมัติเพื่อการป้องกัน ช่วยป้องกันการจ่ายไนโตรเจนที่ไม่เป็นไปตามค่าความบริสุทธิ์ที่กำหนดโดยไม่มีการควบคุม
การตรวจสอบผ่านหน้าจอสัมผัสแบบดิจิทัล
หน้าจอสัมผัสแสดงข้อมูลการทำงานที่สำคัญ เช่น แรงดันระบบ ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจน อัตราการไหลของไนโตรเจน และสถานะการทำงาน
ระบบอัดตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนอัตโนมัติและเหตุใดจึงสำคัญ
ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนเป็นวัสดุดูดซับหลักของเครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA
ระหว่างการทำงานเป็นรอบในระยะยาว การเพิ่มและลดแรงดันซ้ำ ๆ อาจทำให้เกิดการเคลื่อนตัวภายในชั้น CMS ดังนั้น การรักษาความหนาแน่นในการบรรจุที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการดูดซับที่มีเสถียรภาพ
การออกแบบ LYZD-A มีระบบอัด CMS อัตโนมัติที่ช่วยรักษาความหนาแน่นในการบรรจุที่เหมาะสม และลดการแตกเป็นผงของ CMS ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนตัวของชั้นสารดูดซับ
แนวทางนี้มีประโยชน์ต่อการวางแผนบำรุงรักษามากกว่าการกำหนดอายุการใช้งานคงที่แบบเดียวสำหรับ CMS ทุกระบบ
สภาพจริงของ CMS อาจได้รับผลกระทบจากคุณภาพอากาศป้อน การปนเปื้อนของน้ำมัน ความชื้นที่เข้าสู่ถังดูดซับ แรงดันใช้งาน ความถี่ในการสลับ การเคลื่อนตัวของชั้นสารดูดซับ และจำนวนชั่วโมงการทำงานจริง
ดังนั้น ควรประเมินสภาพของ CMS ตามประสิทธิภาพการทำงานและสภาพของระบบ แทนที่จะเปลี่ยนตามช่วงเวลาปฏิทินที่กำหนดไว้เพียงอย่างเดียว
ประสิทธิภาพด้านพลังงาน: ควรพิจารณาปริมาณการใช้อากาศที่มีประสิทธิผล
สำหรับการผลิตไนโตรเจนด้วย PSA ไม่ควรประเมินประสิทธิภาพด้านพลังงานจากกำลังไฟฟ้าที่เครื่องผลิตไนโตรเจนใช้โดยตรงเพียงอย่างเดียว
พลังงานส่วนสำคัญมาจากการผลิตอากาศอัดที่ใช้เป็นก๊าซป้อน ทำให้ปริมาณการใช้อากาศที่มีประสิทธิผล (Effective Air Consumption) เป็นพารามิเตอร์สำคัญในการเลือกระบบ
สำหรับสภาวะอ้างอิงที่ความบริสุทธิ์ 98% ตัวเลขตัวอย่างประกอบด้วย:
| กำลังการผลิตไนโตรเจน | ปริมาณการใช้อากาศที่มีประสิทธิผล |
| 20 m³/h | ≈0.66 m³/min |
| 100 m³/h | ≈3.33 m³/min |
| 300 m³/h | ≈10.0 m³/min |
| 600 m³/h | ≈20.0 m³/min |
ตัวเลขเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเหตุใดจึงควรประเมินเครื่องผลิตไนโตรเจนและระบบเครื่องอัดอากาศร่วมกัน แทนที่จะพิจารณาเป็นอุปกรณ์ที่แยกออกจากกัน
ระบบ LYZD-A ยังใช้กระบวนการปรับแรงดันให้สมดุลแบบแรงดันไม่เท่ากันที่ได้รับการปรับให้เหมาะสม ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการนำไนโตรเจนกลับมาใช้ และช่วยลดการใช้พลังงานโดยรวมทางอ้อมประมาณ 5% ภายใต้สภาวะการออกแบบที่กำหนด
การบำบัดอากาศป้อนเป็นส่วนหนึ่งของระบบผลิตไนโตรเจน
โดยปกติ เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA จะไม่ทำงานโดยรับอากาศที่ออกจากเครื่องอัดอากาศโดยตรงโดยไม่มีการบำบัด
ระบบที่สมบูรณ์สามารถประกอบด้วยเครื่องอัดอากาศ ถังพักลม เครื่องทำลมแห้งแบบทำความเย็น ถังบัฟเฟอร์ เครื่องผลิตไนโตรเจน ถังบัฟเฟอร์ไนโตรเจน อุปกรณ์ควบคุมแรงดัน อุปกรณ์วิเคราะห์ไนโตรเจน/ออกซิเจน และระบบกรองต้นทาง
เหตุผลคือ ความชื้น น้ำในสถานะของเหลว ละอองน้ำมัน และอนุภาคที่เข้าสู่ชั้น CMS สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพการดูดซับและความน่าเชื่อถือของระบบได้
ดังนั้น การกรองอากาศอัดที่เหมาะสมควรถูกพิจารณาเป็นส่วนหนึ่งของระบบผลิตไนโตรเจนที่สมบูรณ์ ไม่ใช่อุปกรณ์เสริมที่ไม่เกี่ยวข้อง
วิธีเลือกขนาดเครื่องผลิตไนโตรเจน รุ่นแอลวายแซดดี-เอ
ไม่ควรเลือกรุ่นที่เหมาะสมจากอัตราการไหลของไนโตรเจนเพียงอย่างเดียว แต่ควรประเมินอัตราการไหลของไนโตรเจนที่ต้องการ ความบริสุทธิ์ แรงดันอากาศป้อน อุณหภูมิอากาศป้อน และจุดน้ำค้างของไนโตรเจนร่วมกัน
อัตราการไหลของไนโตรเจนที่ต้องการ
กำหนดปริมาณการใช้ไนโตรเจนตามปกติและความต้องการพร้อมกันสูงสุด
กระบวนการที่ต้องใช้ไนโตรเจน 80 m³/h อย่างต่อเนื่องอาจต้องใช้รูปแบบระบบที่แตกต่างจากกระบวนการที่ปกติใช้ 40 m³/h แต่มีความต้องการสูงสุดเป็นครั้งคราวใกล้ 80 m³/h
ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนที่ต้องการ
กำหนดระดับความบริสุทธิ์จริงที่กระบวนการต้องการ
ความแตกต่างระหว่าง 99%, 99.9%, 99.99% และ 99.999% มีความสำคัญต่อการออกแบบระบบ PSA
แรงดันอากาศป้อน
ช่วงแรงดันขาเข้ามาตรฐานคือ 0.5–0.8 MPa
ดังนั้น ควรตรวจสอบแรงดันจากเครื่องอัดอากาศที่มีอยู่ก่อนกำหนดขนาดอุปกรณ์
อุณหภูมิอากาศป้อน
อุณหภูมิอากาศขาเข้าที่กำหนดคือ ≤40°C
ควรรักษาระบบทำความเย็นต้นทางและการบำบัดอากาศอัดอย่างเหมาะสม เพื่อให้เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA ได้รับอากาศภายในสภาวะการทำงานที่กำหนด
จุดน้ำค้างของไนโตรเจน
ข้อกำหนดมาตรฐานของจุดน้ำค้างไนโตรเจนคือ ≤−40°C
หากกระบวนการต้องการข้อกำหนดด้านความชื้นที่แตกต่างออกไป ควรกำหนดข้อกำหนดดังกล่าวก่อนกำหนดค่าระบบทั้งหมด
รุ่นแอลวายแซดดี-เอ สามารถใช้ที่ไหนได้บ้าง?
ควรกำหนดการใช้งานของเครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA จากความบริสุทธิ์ อัตราการไหล จุดน้ำค้าง แรงดัน และวัตถุประสงค์ของกระบวนการที่ต้องการ แทนที่จะกำหนดให้ทุกระบบอยู่ในรายชื่ออุตสาหกรรมทั่วไปแบบเดียวกัน
ตัวอย่างเช่น ผู้ใช้ที่กำลังประเมินไนโตรเจนสำหรับบรรจุภัณฑ์แบบปรับบรรยากาศหรือกระบวนการอื่น ๆ สามารถดู การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม ขณะที่ผู้ใช้งานด้านเภสัชกรรมสามารถดู การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเภสัชกรรมและชีวเภสัชกรรม
จุดประสงค์ในการเลือกอุปกรณ์ LYZD-A ควรมุ่งเน้นข้อกำหนดของไนโตรเจนและความต้องการของกระบวนการจริง แทนที่จะอ้างอิงเพียงชื่ออุตสาหกรรม
หากต้องการความบริสุทธิ์ 99.999% ควรทำอย่างไร?
ข้อกำหนดนี้ควรได้รับการพิจารณาอย่างระมัดระวัง เนื่องจากการผลิตไนโตรเจนด้วย PSA และการทำไนโตรเจนให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมไม่ได้ใช้รูปแบบระบบเดียวกันเสมอไป
เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA สามารถกำหนดค่าให้ได้ระดับความบริสุทธิ์ที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ ระบบทำให้บริสุทธิ์ด้วยการกำจัดออกซิเจนโดยใช้คาร์บอน (Carbon-Based Deoxygenation Purification System) แบบแยกต่างหากยังสามารถยกระดับไนโตรเจนจาก PSA ที่มีความบริสุทธิ์ประมาณ 99.9% ให้เป็นไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์ ≥99.999% ได้
กระบวนการทำให้บริสุทธิ์นี้จะลดออกซิเจนตกค้างผ่านการกำจัดออกซิเจนด้วยคาร์บอน จากนั้นกำจัด CO₂ ความชื้น และอนุภาค
ดังนั้น โครงการที่มีข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์สูงไม่ควรสันนิษฐานว่าระบบ PSA ทุกแบบสามารถบรรลุค่าที่ต้องการด้วยการจัดวางอุปกรณ์แบบเดียวกัน
ควรเลือกระบบผลิตไนโตรเจนทั้งหมดตาม:
ความบริสุทธิ์ที่ต้องการ + อัตราการไหล + จุดน้ำค้าง + ข้อกำหนดด้านออกซิเจน + สภาพอากาศป้อน
ข้อมูลที่ควรเตรียมก่อนเลือกระบบ
ก่อนเลือกรูปแบบ LYZD-A ควรเตรียมข้อมูลอัตราการไหลของไนโตรเจนที่ต้องการ ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนที่ต้องการ แรงดันไนโตรเจน จุดน้ำค้างที่ต้องการ ชั่วโมงการทำงาน แรงดันอากาศอัดที่มีอยู่ อุณหภูมิอากาศป้อน สภาพแวดล้อม และการเปลี่ยนแปลงของความต้องการที่คาดการณ์ไว้
พารามิเตอร์เหล่านี้ช่วยให้สามารถประเมินเครื่องผลิตไนโตรเจน อุปกรณ์บำบัดอากาศ ความสามารถของเครื่องอัดอากาศ ระบบกักเก็บแบบบัฟเฟอร์ และระบบตรวจสอบร่วมกันเป็นระบบที่สมบูรณ์
สำหรับข้อกำหนดพิเศษด้านความบริสุทธิ์ กำลังการผลิต หรือสภาวะการทำงาน สามารถประเมินรูปแบบทางเทคนิคที่กำหนดเฉพาะเพิ่มเติมได้
บทสรุป
เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบ PSA LYZD-A ใช้ถังดูดซับคู่ที่บรรจุตะแกรงโมเลกุลคาร์บอน เพื่อแยกไนโตรเจนออกจากอากาศอัดอย่างต่อเนื่องผ่านรอบการดูดซับและการฟื้นฟูที่ทำงานสลับกัน
คุณลักษณะสำคัญประกอบด้วยความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนที่สามารถกำหนดค่าได้ตั้งแต่ 95%–99.999% จุดน้ำค้างของไนโตรเจน ≤−40°C แรงดันขาเข้า 0.5–0.8 MPa อุณหภูมิอากาศขาเข้า ≤40°C รอบการสลับ 45–60 วินาที แหล่งจ่ายไฟ 220 V / 50 Hz ระดับเสียง ≤75 dB ระบบควบคุม PLC อัตโนมัติ การตรวจสอบความบริสุทธิ์และอัตราการไหลแบบออนไลน์ ระบบป้องกันเมื่อก๊าซไม่เป็นไปตามข้อกำหนด ระบบอัด CMS อัตโนมัติ และช่วงกำลังการผลิตมาตรฐาน 20–600 m³/h
เพื่อให้เลือกอุปกรณ์ได้อย่างถูกต้อง ผู้ใช้ควรให้ความสำคัญกับความสัมพันธ์ระหว่างความบริสุทธิ์ที่ต้องการ ความต้องการไนโตรเจน ปริมาณการใช้อากาศอัดที่มีประสิทธิผล คุณภาพอากาศป้อน และสภาวะการทำงาน แทนที่จะเลือกเครื่องผลิตไนโตรเจนจากกำลังการผลิตไนโตรเจนตามพิกัดเพียงอย่างเดียว
