질소 생성 원리 설명: 기업을 위한 현대적, 비용 효율적 솔루션

편집자 주: 이 게시물은 2014년에 처음 게시되었으며 정확성, 포괄성, 새로운 정보를 위해 완전히 업데이트되었습니다.

수년 동안 가스 회사가 공급하는 병입 질소는 질소를 필요로 하는 비즈니스의 표준이었습니다. 그러나 이 추세는 꾸준히 구식이 되어가고 있습니다. 장기 계약에 묶이고 치솟는 가스 가격은 기업들이 좋아하지 않는 요소입니다. 병입 N2를 대체하는 것은 무엇일까요? 현장 질소 생성입니다!

현장 질소 생성은 금속 가공 및 레이저 커팅 시설, 식품 포장, 양조장 및 와이너리 등 다양한 애플리케이션과 산업에 혜택을 제공합니다. 현장 질소 생성은 질소 탱크와 병을 들여오는 것보다 다섯 가지 뚜렷한 이점을 제공합니다: 전체 비용 절감, 대기 시간 없음, 보장된 순도, 안전성 증대, 환경 친화성.

하지만 어떻게 질소 생성 기술이 작동할까요? 명확히 하자면, 질소 발생기는 실제로 질소를 '생성'하는 것이 아닙니다. 오히려 공기 중에 이미 존재하는 질소를 사용하고, 여분 분자를 제거하여 농축합니다. 일반적인 공기 조성은 78% 질소와 21% 산소입니다. 이산화탄소, 아르곤, 물 등 소량의 다른 분자들도 있습니다.

공기에서 여분 분자를 제거하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 하나는 압력 변동 흡착(PSA) 기술로, 원치 않는(비질소) 분자를 걸러냅니다. 작동 원리는 간단합니다: 공기가 흡입 밸브를 통해 흡입되면 카본 몰큘러 시브(CMS)를 통과합니다. CMS 표면에는 산소 분자에 완벽한 크기의 미세한 기공이 있습니다. 질소 분자는 산소 분자보다 크기 때문에 이 물질에 흡착되지 않고 CMS를 방해받지 않고 통과합니다. (다양한 실험에서 질소 분자 직경이 산소보다 약 0.2 옹스트롬 길다는 것이 밝혀졌습니다. 옹스트롬은 약 100억 분의 1 미터입니다.)

일부 데시칸트 드라이어와 유사하게, PSA 질소 발생기는 두 개의 챔버를 가집니다: 현재 흡착 공정용 신선한 CMS가 있는 챔버와, 포화된 CMS에서 산소를 탈착하기 위해 저압으로 스윙하는 챔버. PSA 질소 생성은 최대 99.999% 순수 질소를 생산할 수 있습니다.

질소를 '생성'하는 두 번째 핵심 방법은 멤브레인 질소 생성입니다. 멤브레인은 표면에 작은 기공이 있는 작고 중공인 폴리머 섬유 다발입니다. 산소가 질소보다 작기 때문에 이 기공을 우선적으로 통과하여 결국 질소만 남게 됩니다. 이 공정을 투과(permeation)라고 합니다. 멤브레인 기술은 최대 99.5% 순수 질소를 생산할 수 있습니다.

현장 질소 생성 기술은 최종 사용자에게 많은 혜택을 제공합니다. 이를 현장 질소 생성의 P.R.I.C.E. 혜택이라고 부릅니다. 이 혜택들에 대해 더 알아보거나 아트라스콥코 담당자에게 연락하여 질소 발생기 제품군을 탐색해보세요.