Máy tạo khí nitơ là gì? Máy nito hoạt động theo nguyên lý nào?

Máy tạo khí nito được sử dụng trong nhiều nhà máy để sản xuất khí nito. Khí nito có nhiều ứng dụng trong sản xuất và đời sống. Cùng tìm hiểu máy nito là gì và nguyên lý hoạt động của máy nito trong nội dung bài viết dưới đây.

Máy tạo khí nito là máy gì?

Máy tạo khí nito còn có nhiều tên gọi khác như máy nito, máy tách khí nito, máy sản xuất khí nito,…là thiết bị dùng để tạo khí nito bằng cách lọc khí nito ra khỏi không khí. Máy tạo khí nito có thể cho ra khí nito với độ tinh khiết cao lên đến 99,9999%.

Máy nito có nhiều ứng dụng trong sản xuất và đời sống như tạo khí nito ứng dụng trong bảo quản thực phẩm, ứng dụng trong công nghệ hàn,…

Khí nito là khí gì? Ứng dụng của khí nito

Khí nito (N2) là một loại khí chiếm đến 78% trong không khí, khí nito là một loại khí không màu, không mùi, không vị, khá trơ và tồn tại dưới dạng phân tử N2, khí nito còn được gọi là đạm khí.

Khí nito có nhiều ứng dụng trong đời sống như: Thực phẩm, Y tế, Điện tử, Dược phẩm, Tạo kính,… Khí nito được lọc ra khỏi không khí qua máy tạo khí nito với độ tinh khiết lên đến 99,9999%. Khí nito được lọc ra có thể được hóa lỏng và lưu giữ trong các bình chuyên dụng.

Phân loại và nguyên lý hoạt động của máy tạo khí nito

Máy tạo khí nito được phân loại dựa trên nguyên lý hoạt động. Hiện nay, có 2 loại máy tạo khí nito bao gồm: máy tạo khí Nito công nghệ PSA và tạo khí Nito dạng màng.

Máy tạo khí nito theo phương pháp hấp thụ PSA

Máy tạo khí nito công nghiệp sản xuất khí nén nito bởi PSA là công nghệ tách khí N2 từ hỗn hợp khí dưới áp suất dựa vào khả năng hấp thụ chọn lọc đặc biệt của sàng phân tử cacbon CMS. Rây phân tử cacbon là một vật liệu hấp phụ không phân cực, có nguồn gốc từ vật chất chứa cacbon, có tỷ lệ hấp phụ khí O2 và khí N2 khác nhau.

Khi áp suất khí đủ lớn, các phân tử khí O2 sẽ đi vào mao quản của CMS nhanh hơn nhiều so với phân tử khí N2, xảy ra quá trình hấp phụ, các phân tử còn lại có trong dòng khí đi qua CMS tạo thành một dòng khí giàu khí nén N2. CMS nhả O2 khi hệ thống giảm áp. Đó là quá trình tái sinh CMS để chuẩn bị cho một chu trình làm giàu khí nén N2 tiếp theo.

CMS có hình dạng là các hạt đen và nhỏ cỡ 1.0×2.0 mm và khối lượng riêng khoảng 650g/l. Độ bão hòa thường đạt gần 60 giây dưới áp lực của 0,8 Mpa (116 psi). Tùy vào khối lượng khác nhau của CMS, mà nó quyết định đến độ tinh khiết của khí nén N2 đạt được dưới một áp suất nhất định. Với khoảng 40 kg CMS- H, mang lại từ 98,5- 99% N2 với lưu lượng 1.05 SCFM (khoảng 30 l/ phút).

Nguyên lý hoạt động máy Nito Inmatec

Cấu trúc CMS
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 Nito lớn hơn so với kích thước của phân tử khí Oxi. Dưới điều kiện áp suất, khí Oxi đi vào các lỗ mao quản với tỉ lệ cao hơn khí Nito. Khí Oxi được nhả ra khi tiến hành hạ áp. Dưới điều kiện áp suất, các phân tử khí Oxi màu xanh chui vào các lỗ mao quản nhiều hơn các phân tử khí Nito màu vàng lớn hơn. Khí nén giàu Nito ra khỏi lớp hấp phu. Sau khi hạ áp, các phân tử Oxi được thải ra khí quyển.

Công Ty TNHH Việt Thiên hiện đang bán máy nén khí, máy tạo khí Nitơ công nghiệp của Hãng Inmatec ( Đức ), máy nén khí Kobelco, Hitachi ( Nhật Bản ), máy nén khí trục vít Kobelco( Hàn Quốc ), phụ tùng, bảo dưỡng, thi công đường ống, sửa chữa tất cả các hãng máy nén khí phổ biến trên thị trường như: Hitachi, Kobelco, Mitsuiseiki, Denyo, Toshiba, Atlas copco, Airman, Ingersoll rand, Boge, SCR, Compair, Fusheng, Tu-seiki, Hữu Toàn, Gardner Denver, Hanshin, Kaiser, Samsung, Compkorea, Buma, Puma, Sullair, Hanbell, Kyungwon giá rẻ trên cả nước  từ Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, Hồ Chí Minh. Mua bán cho thuê máy nén khí cũ, máy sấy khí các loại

Máy tạo khí Nito phương pháp màng lọc

Nguyên lý hoạt động của máy tạo khí nito dạng màng là sử dụng phương pháp thẩm thấu phân tử. Không khí được đưa qua một màng lọc là là tổ hợp bó sợi dày đặc, với kích thước khe hở ở cấp độ phân tử.

Không khí được đưa vào để tách tạo khí nito được nén ở áp suất cao, dòng không khí khi đi qua các bó polimer dày đặc sẽ bị khuếch tán. Phân tử nito có độ khuếch tán thấp đi quá bó polimer vào buồng nén khí, còn các loại khí khác như oxy với độ khếch tán cao bị khuếch tán ra ngoài thành của bó sợi.

So với máy tạo khí nito PSA thì máy tạo khí nito dạng màng có kiểu dáng gọn, chiếm ít diện tích, lắp đặt dễ và giá thành rẻ hơn.

Tuy nhiên để tạo ra cùng một thể tích khí nitơ thì máy dạng màng tiêu tốn nhiều nguyên liệu khí nén hơn so với dòng máy tạo khí nito PSA. Điều này khiến tiêu tốn nhiều điện năng hơn. Độ tinh khiết của nito tạo ra bởi máy nito dạng màng thấp hơn so với máy nito PSA, máy tạo khí nito dạng màng chỉ đạt tối đa 99,5% độ tinh khiết của Nito.

Hơn nữa, máy tạo khí Nito dạng màng cũng rất nhạy cảm với không khí trong môi trường, bị các yếu tố ngoại cảnh như độ ẩm, nhiệt độ, ảnh hưởng của nguồn khí khác như hóa chất, độ mặn của khí gần biển… làm ảnh hưởng đến độ tinh của khí Nitơ. Do vậy, máy nito dạng màng thường không được sử dụng làm máy tạo khí nito trong công nghiệp.