Nitrogen Generator : เครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจน

เครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนสำหรับงานอุตสาหกรรม
ซึ่งให้ความประหยัดและปลอดภัยกว่า
เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ก๊าซไนโตรเจนเหลว
และหลอดบรรจุไนโตรเจนแบบสำเร็จรูป
   

   
   
   
 
         
   หลักการทำงาน    Benson catalog.pdf  
   



 
     
 
ในอากาศมีก๊าซไนโตรเจนอยู่ประมาณ 78% มนุษย์จึงนำมาใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่างๆกัน เพราะก๊าซไนโตรเจนมีคุณสมบัติเป็นก๊าซเฉื่อย ไม่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยาต่างๆ ดังนั้น ก๊าซไนโตรเจนจึงนิยมใช้เป็นก๊าซปกคลุม ป้องกันการทำปฏิกิริยาของสารเคมีกับอากาศ (การเกิดออกซิเดชั่น) ทำให้ชิ้นงานไม่เกิดสนิม เช่น งานอุตสาหกรรมเหล็ก อะลูมิเนียม โลหะ อิเล็กทรอนิกส์ ปิโตรเคมี ยานยนต์ เป็นต้น นอกจากนี้ ยังเป็นก๊าซที่นิยมใช้กันมากที่สุดในอุตสาหกรรมอาหาร เพราะว่าเป็นก๊าซที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส ละลายในน้ำและไขมันได้น้อยมาก จึงทำให้ลดการปฏิกิริยาออกซิเดชั่น และการเหม็นหืนของไขมันและน้ำมันในอาหาร จึงเหมาะกับการใช้ในการถนอมอาหาร เช่น การบรรจุอาหารจำพวกมันฝรั่งทอด และขนมขบเคี้ยวต่างๆ หรือผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลว เช่นน้ำมันพืชเป็นต้นซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตสามารถยืดอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์ได้นานยิ่งขึ้น
 
ในปัจจุบัน มีผู้ผลิตก๊าซไนโตรเจนในรูปของก๊าซไนโตรเจนเหลวนั้นมีอยู่ประมาณ 3-4 บริษัท เพื่อส่งให้กับโรงงานต่างๆ โดยโรงงานที่มีปริมาณการใช้ก๊าซไนโตรเจนมาก จะมีราคาในการสั่งซื้อถูกกว่าโรงงานที่มีปริมาณการใช้เพียงเล็กน้อย อีกทั้งราคาของก๊าซไนโตรเจนเหลว ยังขึ้นอยู่กับการขนส่ง ราคาของน้ำมัน ที่มีแนวโน้มสูงขึ้น ดังนั้นทางบริษัทนิวแม็ก จึงได้เห็นความสำคัญของการผลิตก๊าซไนโตรเจนไว้ใช้เองในโรงงาน ซึ่งสามารถควบคุมได้ง่าย การบำรุงรักษาไม่ซับซ้อน โดยที่ราคาเริ่มต้นของการผลิตก๊าซไนโตรเจนใช้เอง เมื่อเปรียบเทียบกับไนโตรเจนที่เป็นแบบเหลวแล้ว จะมีต้นทุนที่ต่ำกว่า ส่งผลให้ผู้ใช้มีโอกาสสร้างผลกำไรได้มากกว่าในระยะยาว
 
 
 
 
เม็ดสารดูดซับแบบ CMS โดยด้านขวาเป็นภาพขยาย 2,000 เท่า
 
     
 

ความบริสุทธิ์และอัตราการไหล

เครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจน (Nitrogen generator) สามารถเลือกระดับค่าความบริสุทธิ์ (Purity) ของไนโตรเจนที่ต้องการผลิตเป็นสองระดับ  คือ  ความบริสุทธิ์มาตรฐาน  (Standard purity)   และความบริสุทธิ์สูง  (High purity)  โดยมีค่าความบริสุทธิ์
ของไนโตรเจนตั้งแต่ 95%, 97%, 98%, 99%, 99.5%,99.9% และ 99.995% ส่วนการเลือกค่าอัตราการไหล (Flow rate) ของไนโตรเจน สำหรับรุ่นความบริสุทธิ์มาตรฐาน ได้อัตราการไหล 0.6-831 Nm3/h ส่วนรุ่นความบริสุทธิ์สูง จะได้อัตราการไหล 0.7-1,067 Nm3/h
 

การทำงานของเครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจน

การทำงานของเครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจน เริ่มจากการนำลมอัดจากเครื่องอัดอากาศ (Air compressor) ซึ่งไหลผ่าน Air dryer เพื่อทำให้อากาศแห้งโดยกำหนดให้อุณหภูมิหยดน้ำค้าง (Dew point) อยู่ที่ 3ํ ํC หลังจากนั้นลมจะถูกกรองด้วยตัวกรอง (Filter) ขนาด1, 0.01 ไมครอน และตัวกรองคาร์บอน(Carbon filter) อีกขั้นหนึ่งตามลำดับเพื่อให้ได้ลมมีคุณภาพที่ดีขึ้นโดยปราศจากไอของน้ำมัน (Oil free) อีกทั้งยังช่วยยืดอายุของตัวเม็ดสาร CMS (Carbon Molecular Sieve) ให้ยาวนานขึ้น ซึ่งปกติแล้วเม็ดสาร CMS จะมีอายุการใช้งานประมาณ 8-10 ปี จากนั้นลมอัดจะถูกส่งไปไว้ในถังพัก เพื่อรอนำไปใช้ในกระบวนการผลิตก๊าซไนโตรเจนต่อไปเครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนจะมีถังบรรจุเม็ดสาร CMS อยู่ 2 ถัง เพื่อทำหน้าที่ดูดซับออกซิเจนไว้ และแยกไนโตรเจนออกมา โดยถังทั้งสองจะทำงานสลับกันเมื่อถังแรกทำงาน (ดูดซับออกซิเจนไว้) ก๊าซไนโตรเจนที่ได้ จะถูกส่งไปเก็บไว้ ในถังพักไนโตรเจน ซึ่งก๊าซไนโตรเจนประมาณ 10% ที่ผลิตได้นั้น จะถูกส่งไปยัง ถังเม็ดสารอีกถังหนึ่ง เพื่อไล่ก๊าซออกซิเจน ออกจากเม็ดสาร และระบายสู่บรรยากาศ โดยที่ถังแรกดูดซับก๊าซออกซิเจน จนถึงค่าที่ผู้ผลิตกำหนด ก็จะสลับถังการทำงานไปยังถังที่สองก๊าซไนโตรเจนที่ผลิตได้และเก็บไว้ในถังพักนั้น ก่อนนำไปใช้งานก็จะถูกตรวจสอบ ค่าความบริสุทธิ์  ด้วยเครื่องวัดความบริสุทธิ์ ของก๊าซไนโตรเจน (Nitrogen Analyzer) ว่าได้ค่าความบริสุทธิ์ตามที่กำหนดหรือไม่
 
 
 

ข้อเปรียบเทียบ

ข้อได้เปรียบของการผลิตก๊าซไนโตรเจนไว้ใช้เองจากเครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจน เมื่อเทียบกับการใช้จากถังบรรจุไนโตรเจนสำเร็จรูป เช่น ไนโตรเจนเหลว (Bulk liquid) หรือหลอดบรรจุไนโตรเจน (Nitrogen cylinder) มีดังต่อไปนี้
1. เครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจน ให้ความประหยัดกว่าการใช้ก๊าซไนโตรเจนเหลว 70 % และประหยัดกว่าการใช้จากหลอดบรรจุ      ไนโตรเจน 90 %

2. เครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนมีความปลอดภัยมากกว่า เพราะใช้แรงดันต่ำกว่า เมื่อเทียบกับหลอดบรรจุไนโตรเจน โดยเครื่องผลิต    ก๊าซไนโตรเจนใช้ความดันในการผลิตจากปั๊มลมถึงตัวเครื่องเพียง 6-10 bar ในขณะที่หลอดบรรจุไนโตรเจน จะมีความดันสูง  ประมาณ 125-250 bar เมื่อเทียบกับการใช้ไนโตรเจนเหลวซึ่งถ้าหากเกิดการรั่วไหลขึ้น ก็อาจจะทำให้เกิดอันตรายต่อผู้ใช้งานได้  เนื่องจากไนโตรเจนเหลวนั้น มีอุณหภูมิต่ำประมาณ–196 °C

3. การใช้เครื่องผลิตก๊าซไนโตรเจนทำให้ไม่ต้องทำสัญญาซื้อไนโตรเจนสำเร็จรูปจากผู้ขาย ซึ่งมีข้อผูกมัดต่างๆทั้งเงื่อนไข  การขนส่ง ปริมาณการสั่งซื้อแต่ละครั้ง การชำระเงิน ฯลฯ ในขณะที่การผลิตไนโตรเจนใช้เองมีความสะดวกและผลิตได้ตามเวลาที่  ต้องการ
 

การนำไปใช้งาน

อุตสาหกรรมที่สามารถนำเครื่องผลิต
ก๊าซไนโตรเจนไปใช้งาน
  เช่น
- อุตสาหกรรมเคมี
- อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
- การตัดด้วยเลเซอร์
- กระบวนการและบรรจุภัณฑ์อาหาร
- การเติมลมยางล้อรถยนต์
- อุตสาหกรรมพลาสติก (ฉีดแม่พิมพ์)
- การผลิตยา
- Heat Treatment
 


การบำรุงรักษาเครื่องผลิตออกซิเจน 
 
 
การบำรุงรักษาเครื่องผลิตออกซิเจน ต้องทำตามคำแนะนำของผู้ผลิตอย่างเคร่งครัด โดยปกติมักต้องเปลี่ยนแผ่นกรองอากาศ   หรือชุดกรองอากาศทุกๆ 6 – 12 เดือน เครื่องผลิตออกซิเจนที่ดีจะไม่มีการกำหนดเปลี่ยนสารเคมี
 
 

     
Current Pageid = 46