Khí Nitơ và máy tạo khí Nitơ đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hiện đại. Các thông tin về khí Nitơ, máy tạo khí và các vấn đề liên quan sẽ được trình bày trong bài viết này.

khi-hoa-hoc-nito.jpg

1. Khí Nitơ là gì?

Nitơ là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Có ký hiệu là N và số nguyên tử là 7. Nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, khá tro và tồn tại dưới dạng phân tử là N2, còn gọi là đạm khí. Nitơ chiếm khoảng 78% trên khí quyển Trái Đất và là thành phần của mọi cơ thể sống. Từ những yếu tố trên cho thấy Nitơ có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp với chi phí thấp nhất và độ an toàn cao nhất.

nguyen-to-hoa-hoc-nito.jpg

Nguyên lý sự hấp thu khí dưới tác động của áp suất

Nguyên tắc hấp thu khí dưới tác động của áp suất - PSA là ứng dụng tiến bộ được áp dụng trong công nghệ chiết tách không khí để sản xuất ra khí Nitơ. Bằng  việc ứng dụng lưới lọc bằng phân tử carbon chất lượng cao (Carbon Molencular Sieve - CMS). PSA đã sản xuất ra khí Nitơ với độ tinh khiết rất cao. Kỹ thuật PSA dựa trên nguyên tắc là lưới lọc bằng phân tử carbon CMS sẽ giữ lại phân tử ni tơ (do phân tử Nitơ có kích thước lớn hơn nên khó thẩm thấu qua lưới lọc carbon) và cho phân tử oxy thoát ra ngoài môi trường không khí (vì phân tử oxy có kích thước nhỏ hơn nên dễ dàng thấm qua lưới lọc carbon hơn).

2. Điều chế và bảo quản khí Nitơ sau khi chế tạo

Nitơ dạng chất lỏng được chế tạo ra là loại sản phẩm đã được sản xuất công nghiệp theo một quy mô và công nghệ hiện đại. Chế tạo Nitơ lỏng bằng cách hóa lỏng khí N2.

Nitơ lỏng sau khi đã sản xuất ra thông thường sẽ được phân chia theo chất lượng để xếp thành hai loại:

  • Nitơ chất lượng thường. Đây loại sản phẩm khí có tỷ lệ N2 lớn hơn hoặc bằng 99,95.
  • Nitơ tinh khiết có độ sạch cao sẽ có lượng N2 chiếm tỷ lệ lớn hơn 99,9998%.

Nitơ thành phẩm sẽ được chứa trong bình thép để bảo quản, vì Nitơ có đặc tính dễ cháy nổ nên phải sử dụng bình thép để bảo đảm an toàn.

Đặc biệt nếu phải vận chuyển khí Nitơ lỏng với số lượng lớn, thì thành phẩm Nitơ phải được duy trì dưới dạng hóa lỏng trong các bình chứa siêu lạnh.

Lưu ý: Các bình thép chứa Nitơ lỏng là những thiết bị cao cấp và nguy hiểm nên thường sẽ có thiết kể mày vỏ là màu đen và chữ màu vàng.

3. Máy tạo khí Nitrogen là gì?

Máy tạo khí nitrogen hay máy tạo khí Nitơ là một loại thiết bị máy móc khá xa lạ với đại bộ phận người dùng. Hãy cùng Hoà Phát tìm hiểu cụ thể và chi tiết thông tin về máy tạo khí Nitơ qua bài viết sau đây. Trong không khí tự nhiên, tỉ lệ khí Nitơ rất cao, chiếm đến 78% thể tích khí quyển.

Máy tạo khí Nitơ, máy sản xuất khí Nitơ, máy nén khí Nitơ, máy tạo Nitơ… là những tên gọi khác nhau của cùng một cỗ máy có nhiệm vụ sản xuất và tạo ra khí nitơ phục vụ cho nhiều nhu cầu cụ thể.

may-che-tao-khi-nito.jpg

4. Máy tạo khí Nitrogen PSA hay máy tạo khí Nitơ PSA

Hiện nay các máy tạo khí nitơ hầu hết sử dụng công nghệ PSA.

PSA là từ viết tắt của cụm từ tiếng Anh: Pressure Swing Adsorption, có nghĩa là hấp thụ áp suất chuyển đổi.

PSA là công nghệ tách khí nitơ từ hỗn hợp không khí trong khí quyển. Dựa vào tính năng hấp thu đặc biệt của phân tử cacbon CMS để tách khí nitơ trong áp suất cao.

Nguyên tắc cốt lõi của công nghệ PSA - hấp thụ áp suất chuyển đổi.

Công nghệ hấp thụ áp suất chuyển đổi (PSA) là một quy trình vận hành siêu sạch và sử dụng “nguyên liệu thô” duy nhất là không khí. Công nghệ PSA sử dụng nguồn nguyên liệu không khí ngay tại nơi đặt máy, tạo nên nguồn cung cấp khí nitơ tinh khiết cao liên tục không gián đoạn.

Hấp phụ áp suất chuyển đổi là một phát minh công nghệ được sử dụng để tách một hoặc một vài loại khí ra khỏi hỗn hợp, dựa trên đặc tính của vật liệu hấp phụ là hấp phụ một/một vài loại khí ở một áp suất cho trước và giải hấp khí đó ở áp suất thấp hơn nhất định. Quy trình công nghệ liên tục thay đổi qua lại giữa hai quá trình hấp phụ ở áp suất cao hơn và giải hấp ở áp suất thấp hơn, do vậy mà tên gọi của công nghệ có cụm từ “chuyển đổi”.

Tuổi thọ trung bình được sử dụng để tái sinh của rây phân tử, trong đó, trong trường hợp của nitơ, là một phân tử sàng Carbon (CMS). Rây phân tử là hoàn toàn hồi phục và có tuổi thọ trên 40.000 giờ để hoạt động.

Để hiểu hơn về PSA, chúng ta cần biết về cấu trúc CMS.

Phân tử cacbon CMS là một vật liệu đặc biệt có khả năng hấp thu không phân cực, hấp thu khí oxy và khí Nitơ với tỉ lệ khác nhau. Khi cho một dòng khí lấy từ tự nhiên vào máy với một áp suất đủ lớn, Khí Oxi (Z=8) có số hiệu nguyên tử lớn hơn so với khí Nito (Z=7), do các lực hút điện từ tác động vào lớp vỏ electron nên làm cho kích thước của phân tử khí Nitơ lớn hơn so với kích thước của phân tử khí Oxi, các phân tử khí oxy sẽ đi vào lớp mao quản của bộ phận CMS với tốc độ nhanh hơn rất nhiều so với phân tử khí Nitơ và bị hấp thụ, luồng khí còn lại qua CMS sẽ là một luồng khí giàu nitơ, được nén ở áp suất cao.

Khí oxy bị hấp thu sẽ được xả khỏi CMS để CMS tái tạo và chuẩn bị cho đợt hấp thụ tiếp theo.

Khi các hạt hấp thụ CMS đã ngâm đủ khí Oxy thì dòng khí Nitơ được tạo ra sẽ được vận chuyển qua bình tiếp theo, tiếp tục thực hiện quá trình làm tinh nồng độ khí Nitơ cũng bằng phương pháp trên. Các phân tử khí oxy có trong dòng khí sẽ tiếp tục được hấp thụ một lần nữa. Chu trình hấp thụ oxy, xả oxy được lặp lại giữa bình 1 và bình 2, cho đến khi dòng khí đạt nồng độ Nitơ cần thiết theo yêu cầu.

Ngoài ra còn có rất nhiều các thương hiệu mấy tạo khí Nitơ trên thì trường, chúng ta có thể điểm qua một số thương hiệu như:

  • Máy tạo khí Nitơ cao cấp NGP + PSA
  • Máy tạo khí Nitơ Oxymat N225 ECO
  • Máy bơm và tạo khí Nitơ VM-1650
  • Máy tạo khí Nitơ WON-HI-TECH Hàn Quốc
  • Máy tạo khí Nitơ DONGFENG
  • Máy tạo khí Nitơ YS-SIR
  • Máy tạo khí Nitơ PEAK Anh Quốc.

5. Cấu tạo máy tạo khí Nitơ

Cấu tạo máy tạo khí Nitơ gồm các bộ phận chính sau đây: Hai bồn  chứa thụ A và B chứa các hạt carbon, hạt CMS, một bình chứa khí Nitơ, hệ thống van xilanh, van điện tử từ V1 đến V5, đầu dò độ thuần khiết khí Nitơ, hệ thống bảng điều khiển, đồng hồ đo áp, van lưu lượng, ống tiêu âm...

cau-tao-may-nito-503x400.jpg

6. Nguyên lý hoạt động của máy tạo khí nitơ

Máy tạo khí Nitơ

Để có thể tách  được khí N2 trong không khí, chúng ta sẽ phải dùng máy tạo khí Nitơ.

Trong máy có 2 bình chứa, bình chứa này chứa đầy các hạt hấp thụ với các nguyên lý khí Oxy với điều kiện là thể tích Oxy nhỏ hơn thể tích khí N2,. Trong bình chưa thứ nhất, khi các hạt hấp thụ này đã ngậm đủ các khí Oxy thì chúng sẽ bắt đầu quá trình tạo ra khí Nitơ, quá trình này sẽ được chuyển sang bình thứ 2 để tiếp tục quá trình gia tăng độ tinh khiết của khí Nitơ. Quá trình này được thực hiện bằng cách cho những hạt hấp thụ khí Oxy ở lại, sau khi các hạt hấp thụ này giữ đủ khí Oxi thì chúng sẽ tái sinh trở lại bằng cách chúng ta sẽ cho khí nén thông qua bình 1 để có thể xả khí Oxy ra ngoài môi trường, khi bình thứ 2 đặc hấp thụ đủ lượng Oxy thì quá trình này sẽ lại chuyển sang bình 1 và bình 2 sẽ chờ để được tái sinh trở lại. Và quá trình này sẽ cứ được lặp đi lặp lại cho đến khi khí Nitơ N2 đạt được độ thuần khiết theo yêu cầu, thông thường thì để nồng độ của khí Nitơ đạt được độ tinh khiết 99,99% thì quá trình tạo khí sẽ phải mất khoảng 20 – 30 phút.

7. Sơ đồ thiết bị hệ thống máy tạo khí Nitơ

so-do-thiet-bi-he-thong-may-nen-khi-tao-khi-nito-n2.jpg

8. Ứng dụng máy tạo khí Nitơ

Khí Nitơ là loại khí công nghiệp được sử dụng thông dụng trong các nhà máy sản xuất. Khí Nitơ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất như: thực phẩm, y tế, dược phẩm, điện tử, tạo kính,  thủy tinh, thực phẩm, điện tử.…

khi-nito.jpg

Giữ cho thực phẩm được tươi ngon hơn

Nitơ được dùng như một loại khí thay thế cho khí oxy trong quá trình đóng gói các loại thực phẩm nhằm giữa cho thực phẩm được tươi lâu hơn mà không hề ôi thiu hay hư hỏng thực phẩm.

Ngăn không cho kim loại bị oxy hóa 

Chất lượng các mối hàn rất quan trọng trong sản xuất linh kiện điện tử. Sử dụng khí Nitơ để làm giảm thiểu những lỗi trên bo mạch hàn, chất lượng ổn định hơn và giảm chi phí tối đa vào việc phải sửa chữa lại.

may-tao-khi-nito.jpg

Ngăn ngừa các phản ứng phụ để có được các sản phẩm chất lượng cao.

Mọi người đều biết đến lợi ích của nguyên tử Nitơ trong thuốc. Nitơ giúp xây dựng các chuỗi liên kết bền vững cho các chuỗi phân từ phức tạp.

Ngăn cản việc cháy nổ

Trong công nghiệp sản xuất hóa chất Nitơ thường được dùng như sản phẩm khí để thay thế lớp khí bề mặt trong  các thùng hóa chất chứa chất lỏng dễ cháy. Dễ bắt lửa ở 200 độ F hoặc chất lỏng dễ cháy hòa tan bên trong.

Ngăn không cho kim loại bị oxy hóa

Chất lượng của các mối hàn rất quan trọng trong các sản phẩm điện tử. Sử dụng khí Nitơ để làm giảm thiểu những lỗi trên bo mạch khi hàn. Chất lượng ổn định hơn và giảm chi phí tối đa cho việc sửa chữa lại.

Hàn cắt kim loại

Một trong những ứng dụng nhỏ của khí Nitơ được áp dụng trong việc cắt hàn kim loại là không để lại xỉ than trong quá trình cắt hàn kim loại.

Khử trùng

Để ngăn chặn các côn trùng, mầm bệnh di chuyển từ vùng này sang vùng khác. Tất cả ác sản phẩm trước khi xuất/nhập khẩu phải được khử trùng. Việc khử trùng có thể thực hiện trực tiếp trong container, trong bao bì đóng gói và có thể ngay tại kho chứa hàng.

Oxy xung quanh vùng chát đã được khống chế

Oxy xung quanh khu vực chát được triệt tiêu, cô lập tối đa (17% hoặc có thể thấp hơn) để ngăn ngừa ngon lửa có thể bùng cháy trở lại.

che-tao-khi-nito.jpg

Thức uống

Nitơ được kết hợp với CO2 được sử dụng trong kỹ thuật làm bia nhằm mục đích cải thiện độ bọt và hương vị của bia tươi. Nitơ cũng được ứng dụng trong công nghệ sản xuất rượu và nước ngọt.Hiện nay, nguồn khí nitơ có thể được dùng từ 2 nguồn:    

  • Bình khí Nitơ đóng sẵn.
  • Máy tạo khí Nitơ.

Với bình khí nitơ đóng sẵn do các nhà cung cấp chuyên nghiệp sản xuất, ưu điểm đó là không tốn kém chi phí đầu tư cho máy móc, mua và sử dụng nhanh chóng gọn nhẹ, chi phí mua bình cũng không cao, sử dụng linh hoạt. Tuy nhiên, Nitơ đóng bình không bảo đảm tốt nhất về độ tinh của khí, cũng như về lâu dài nếu sử dụng thường xuyên thì chi phí sẽ cao hơn là đầu tư cho máy tạo khí nitơ. Với một máy tạo khí Nitơ nhà đầu tư có thể hoàn vốn sau 2 - 3 năm sử dụng, chủ động được nguồn cung và lưu lượng khí cần thiết, cũng như đạt được độ tinh khí cao nhất.

9. Ưu và nhược điểm máy tạo khí Nitơ PSA

Ưu điểm của dòng máy tạo khí Nitơ PSA

  • Tiêu tốn ít nhiên liệu hơn các dòng máy khác trên thị trường, giấn tiếp giảm tiêu thụ điện năng sử dụng.
  • Tách triệt để các phân tử, độ tinh khiết khí Nitơ cao đạt mức 99,9%.
  • Do làm bằng nguyên liệu không gỉ sét nên thích nghi được với môi trường, giúp bảo quản tốt khí Nitơ trong bình chứa (do khí Nitơ rất nhạy cảm với độ ẩm, nhiệt độ, ảnh hưởng của nguồn khí khác như hóa chất, độ mặn của khí gần biển…)
  • Chiếm ít diện tích không gian sản xuất.

Nhược điểm của dòng máy tạo khí Nitơ dòng PSA

  • Giá thành cao so với các loại máy khác  

10. Thông số kỹ thuật máy tạo khí Nitơ 

may-tao-khi-n2.jpg

11. Địa điểm mua máy tạo khí Nitơ chính hãng, uy tín, chất lượng, giá tốt

Với 10 năm kinh nghiệm trong nghề, là đại diện phân phối chính hãng máy tạo khí Nitơ...Công ty Phú Tín đã được rất nhiều khách hàng đánh giá cao, đội ngũ kỹ thuật giỏi, được đào tạo đúng chuyên môn, lắp đặt và hướng dẫn vận hành theo đúng tiêu chuẩn nhà sản xuất.

  • Máy tạo khí Nitơ đúng giá, đúng chất lượng
  • Nguồn gốc xuất xứ  rõ ràng, chống hàng giả
  • Đúng thông số kỹ thuậ
  • Đội ngũ tư vấn lắp đặt nhiều kinh nghiệm
  • Thời gian bảo hành của nhà sản xuất