현대 공업, 과학 연구 분야에서 질소는 일종의 타성 기체로서 역할을 하고 있다.식품 포장의 신선도 유지, 전자 부품의 생산 보호, 화학 공업 업계의 안전 청소 과정의 타성 분위기 유지, 그리고 실험실 분석 기기의 가스 적재 공급에 이르기까지 질소의 응용은 어디에나 있다.전통적으로 기업은 주로 병에 든 질소나 액질소를 구매하여 수요를 만족시키는데 의존하지만 이런 방식은 운수원가가 높고 공급이 불안정하며 안전우환이 크고 사용효률이 낮은 등 많은 페단이 존재한다.기술이 발전함에 따라질소 발생기현장에서 필요에 따라 고순도 질소를 지속적으로 제조할 수 있는 설비로서 각 업계 사용자들의 솔루션으로 급부상하고 있다.

1. 핵심원리

공기 중에서 질소를 분리하다.공기는 주로 약 78% 의 질소(N₂), 21% 의 산소(O₂) 및 소량의 아르곤, 이산화탄소, 수증기 등으로 구성되며 질소와 산소의 물리적 또는 화학적 성질의 차이를 이용하여 특정 분리기술을 통해 산소 등 불순물을 제거함으로써 청정한 질소를 얻는다.

현재 시장에서 주류의질소 발생기변압흡착(PSA)과 필름분리(MembraneSeparation) 등 두 가지 핵심 기술이 주로 적용됐다.

변압흡착(PSA) 기술:

이것은 현재 광범위하게 응용되고 기술이 성숙된 질소 제조 방법이다.핵심 부품은 탄소분자체(CMS)가 장착된 흡착탑이다.탄소분자체는 미공구조를 가진 고효률흡착재료로서 그 미공의 크기는 기체분자의 크기와 비슷하다.압축공기가 흡착탑에 들어갈 때 고압조건에서 산소분자 (동력학직경 약 3.46Å) 는 질소분자 (동력학직경 약 3.64Å) 보다 탄소분자체의 미공에 쉽게 확산되여 흡착된다.비교적 큰 질소 분자는 대부분 미공 밖으로 배척되어 흡착탑 출구 끝에 풍부하게 모여 순도 높은 질소 기류를 형성한다.한 흡착탑이 일정 기간 작업한 후, 그 흡착 능력이 포화 상태에 이르면, 시스템은 자동으로 다른 흡착탑으로 전환되어 계속 작업하며, 동시에 첫 번째 흡착탑에 대해 강압 해흡을 진행하여 흡착된 산소 등 불순물을 방출하여 배출한다.두 개 이상의 흡착탑의 교체 흡착과 해흡 순환을 통해 연속적이고 안정적으로 질소를 생산했다.PSA 기술은 순도가 99.9995% 에 달하는 고순도 질소를 생산할 수 있으며, 유량 범위가 넓고 적응성이 강하다.

필름 분리 기술:

이 기술은 중공 섬유막의 선택적 침투 원리를 이용한다.중공섬유막은 극세하고 특수한 선택성을 가진 수천수만개의 중합체섬유로 구성되였다.압축공기가 압력구동하에 중공섬유막의 외측을 통과할 때 부동한 기체분자는 용해와 확산속도에 따라 부동한 침투속도를 나타낸다.산소, 수증기, 이산화탄소 등"빠른 가스"분자는 막벽을 더 빨리 통과하여 막부품의 바깥쪽에서 배출된다 ("침투측"또는"페기"라고 한다.)그러나 질소 분자는"느린 공기"로서 침투 속도가 느리며, 대부분 중공 섬유의 내강을 따라 흐르며, 출구 끝에 풍부하게 집결되어 질소 제품을 형성한다.필름 분리 기술의 장점은 구조가 치밀하고 시동이 빠르며 운동 부품이 없고 유지 보수가 간단하며 소음이 낮다는 것이다.

2. 핵심우세

전통적인 병에 든 질소에 비해 질소발생기는 뚜렷한 우세를 갖고있는데 주로 다음과 같은 몇가지 면에서 구현된다.

원가효익이 뚜렷하다. 초기투자는 몇병의 질소를 구매하는것보다 높지만 장원한 견지에서 볼 때 그 운행원가는 극히 낮다.사용자는 전기료와 정기적으로 필터를 교체하는 소량의 유지보수비용만 지불하면 지속적인 질소공급을 받을수 있어 반복적으로 강병을 구매하고 운송하고 임대하는 높은 비용에서 벗어났다.가스 사용량이 많은 사용자는 일반적으로 1~3년 이내에 설비 투자를 회수할 수 있다.

공급은 안정적이고 믿음직하다: 24시간 중단 없이 운행할 수 있으며, 전력 공급이 정상적이기만 하면 수요에 따라 질소를 생산할 수 있으며, 병에 든 질소가 다 떨어지면 교체를 기다려야 하는"단기"위험을 해결하여 생산라인의 연속성과 실험의 안정성을 보장한다.

조작이 안전하고 편리하다: 고압강병의 운반, 저장 및 사용 위험을 제거했다. 례를 들면 강병이 넘어지고 밸브가 파손되고 루출되거나 심지어 폭발하는 등 안전우환은 일반적으로 비교적 낮은 압력에서 운행 (또는 완충탱크를 배치) 하여 조작이 더욱 안전하다.이와 동시에 자동화정도가 높고 원클릭으로 가동되며 전문인원이 당직을 설 필요가 없다.

기체의 순도는 통제할수 있다. 사용자의 수요에 따라 순도와 류량을 맞춤형으로 제작할수 있으며 순도는 안정적이고 믿음직하며 강병로트차이의 영향을 받지 않는다.내장된 순도 분석기를 통해 질소 질량을 실시간으로 모니터링할 수 있다.

환경 보호 및 공간 절약: 강철 병의 제조, 운송 및 처리 과정을 줄이고 탄소 배출을 줄이며 친환경적입니다.이와 동시에 설비의 부지면적이 작아 사용점부근에 신축성있게 배치할수 있어 강병을 저장할 공간을 절약할수 있다.

3. 응용분야

독보적인 장점을 바탕으로 다양한 업종에 적용되고 있습니다.

식품 및 음료 업종: 감자칩, 견과류 등 산화하기 쉬운 식품에 사용되는 질소 충전 포장으로 유통기한을 연장한다;맥주 양조 과정 중의 산소 차단 보호.

전자 및 반도체 산업: SMT 환류 용접, 웨이브 용접 등 공정에서 불활성 보호 가스를 제공하여 용접점의 산화를 방지합니다.정밀 기기로서의 청소와 보호기.

화학공업과 석유업종: 반응솥, 저장탱크의 타성화보호에 사용되며 폭발을 방지한다;파이프와 설비의 청소와 교환.

제약 및 생물 기술: 냉동 건조기, 반응 솥에 고순도 질소 보호를 제공한다;HPLC와 같은 분석 기기로서의 가스 운반.

실험실 분석: GC(기상 크로마토그래프), GC-MS(기상 크로마토그래프-질량 크로마토그래프 연용) 등 기기에 안정적이고 깨끗한 가스 적재와 가스를 제공하는 것은 실험실 현대화의 중요한 표지이다.

금속 가공: 열처리, 용접 과정에서 금속의 산화를 방지하고 제품의 품질을 향상시킨다.

질소생성기는 간단한 기체생산설비일뿐만아니라 더우기는 기업의 생산효률을 제고하고 제품의 품질을 보장하며 운영원가를 낮추고 안전성을 강화하는 전략적투자이다.기술의 발전과 비용의 지속적인 최적화에 따라질소 발생기대형 공업 분야에서 더 광범위한 중소기업과 실험실로 보급되고 있다.적합한 발생기를 선택한다는 것은 더 효율적이고 안전하며 지속 가능한 미래를 선택한다는 것을 의미합니다.