Khí nitơ đóng vai trò thiết yếu như bảo quản thực phẩm, dược phẩm cho đến các ứng dụng trong sản xuất điện tử, luyện kim và y tế. Việc sử dụng nitơ lỏng hoặc nitơ nén truyền thống thường tốn kém và kém linh hoạt. Chính vì vậy, máy tạo khí nitơ đã trở thành giải pháp tối ưu, mang lại nguồn cung cấp nitơ tinh khiết, ổn định, giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất. Cùng Tân Hưng Phát tìm hiểu máy tạo khí nitơ là gì, cấu tạo và ứng dụng trong công nghiệp ngay sau đây.
Máy tạo khí nitơ là gì?
Máy tạo khí nitơ (tiếng Anh: Nitrogen Generator) là một thiết bị công nghiệp được thiết kế để tách và sản xuất khí nitơ tinh khiết trực tiếp từ không khí xung quanh. Thay vì phải phụ thuộc vào việc mua và vận chuyển khí nitơ dưới dạng chai nén hay bồn chứa lỏng, máy tạo khí nitơ cho phép các doanh nghiệp và cơ sở tự chủ nguồn cung cấp nitơ ngay tại chỗ, theo yêu cầu.
Trong không khí tự nhiên, khí nitơ chiếm tỉ lệ rất cao, lên đến 78% thể tích khí quyển. Máy tạo khí nitơ khai thác nguồn nitơ dồi dào này để sản xuất ra nitơ có độ tinh khiết cao, phục vụ cho nhiều ứng dụng công nghiệp và nghiên cứu. Các tên gọi khác như máy sản xuất khí nitơ, máy nén khí nitơ hay máy tạo nitơ đều chỉ cùng một loại thiết bị này.
Cấu tạo của máy tạo khí ni-tơ
Máy tạo khí nitơ cơ bản thường được cấu thành từ nhiều bộ phận phối hợp chặt chẽ để đảm bảo quá trình sản xuất nitơ tinh khiết diễn ra hiệu quả. Dưới đây là các thiết bị thiết yếu cấu tạo của máy tạo khí nito tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh:
1. Máy nén khí trục vít
Đóng vai trò quan trọng nhất của hệ thống, máy nén khí trục vít có nhiệm vụ tạo ra dòng không khí đã được nén đến áp suất tiêu chuẩn (thường khoảng 8 bar). Dòng khí nén này không chỉ cung cấp hỗn hợp không khí cho quá trình sản xuất khí nitơ mà còn tạo áp suất cần thiết để luân chuyển, hấp thụ và tái sinh các hạt hấp thụ trong bộ phận chính của máy tạo nitơ.
2. Bình chứa khí nén
Sau khi được nén, khí sẽ đi vào bình chứa khí nén. Bình này có chức năng tích trữ khí nén, giúp ổn định áp suất và sẵn sàng cung cấp cho quá trình tạo khí nitơ. Đồng thời, bình chứa còn hỗ trợ tách một phần hơi nước và làm giảm nhiệt độ của hỗn hợp khí nén, góp phần giảm tải cho máy sấy khí ở công đoạn tiếp theo.
3. Máy sấy khí
Máy sấy khí có nhiệm vụ loại bỏ hơi nước lẫn trong hỗn hợp khí nén. Việc sấy khô khí nén là cực kỳ quan trọng vì nó giúp tối ưu hóa hiệu suất làm việc của các hạt hấp thụ trong bộ lọc, đảm bảo khả năng tách khí nitơ đạt mức cao nhất.
4. Bình lọc khí hấp thụ
Đây là bộ phận chính của máy tạo khí nitơ. Thông thường, nó bao gồm một hoặc nhiều bình chứa các hạt hấp thụ đặc biệt, thường là hạt CMS (Carbon Molecular Sieve). Khí nén đi qua các bình này và oxy cùng các tạp chất khác sẽ bị giữ lại bởi hạt CMS, trong khi nitơ tinh khiết sẽ được thu gom. Ban đầu, có thể có cấp lọc thô 3 micromet để tách bụi và hơi nước lớn, bảo vệ hạt CMS. Quá trình này diễn ra liên tục thông qua chu trình hấp thụ và tái sinh để đảm bảo nguồn cung nitơ ổn định.
5. Bình chứa khí nitơ
Cuối cùng, bình chứa khí nitơ có nhiệm vụ tích trữ lượng khí nitơ tinh khiết đã được tạo ra. Bình này đảm bảo rằng luôn có đủ lượng nitơ sẵn sàng để đáp ứng nhu cầu sử dụng liên tục trong quá trình sản xuất hoặc các ứng dụng khác của doanh nghiệp.
>>> Xem thêm: Air Compressor là gì? Tìm hiểu 3 loại máy nén khí phổ biến.
Tham khảo sản phẩm máy tạo nitơ chất lượng tại Tân Hưng Phát
Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp cung cấp khí nitơ tinh khiết cho hoạt động sản xuất hoặc nghiên cứu, Tân Hưng Phát là một lựa chọn đáng tin cậy. Công ty TNHH MTV TBCN Tân Hưng Phát, có hơn 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết bị công nghiệp, đã khẳng định vị thế là nhà cung cấp chuyên nghiệp các loại máy móc và giải pháp kỹ thuật.
Tân Hưng Phát chuyên cung cấp máy tạo khí Oxy – nitơ hiệu DENAIR với khả năng tạo ra khí có độ tinh sạch từ 97% đến 99.999%. Điều này đảm bảo rằng các doanh nghiệp có thể tìm được loại máy phù hợp với yêu cầu về độ tinh khiết cho từng ứng dụng cụ thể.
Với phương châm “Chất lượng tốt nhất – Dịch vụ nhanh nhất – Tiết kiệm chi phí nhất cho Quý khách”, Tân Hưng Phát không chỉ tập trung vào việc cung cấp thiết bị mà còn chú trọng đến dịch vụ hậu mãi. Đội ngũ kỹ sư bảo hành được đào tạo trực tiếp từ nhà sản xuất, cùng với hệ thống kho phụ tùng tại Việt Nam, cam kết mang đến hỗ trợ kỹ thuật và cung cấp phụ tùng nhanh chóng, đảm bảo hoạt động liên tục cho nhà máy của bạn.
Ngoài máy tạo khí nitơ, Tân Hưng Phát còn cung cấp đa dạng các sản phẩm khác như máy nén khí trục vít (máy trục vít ngâm dầu, máy không dầu, ly tâm, cao áp, thấp áp, di động) và máy phát điện hiệu Cummins, Mitsubishi. Sự đa dạng về sản phẩm và dịch vụ chuyên nghiệp đã giúp Tân Hưng Phát trở thành đối tác tin cậy của nhiều công ty và công trình trên cả nước.
5 Ứng dụng của máy tạo khí nitơ trong công nghiệp
Máy tạo khí nitơ đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, cung cấp nguồn khí nitơ tinh khiết và ổn định cho các quy trình sản xuất. Dưới đây là 5 ứng dụng tiêu biểu:
1. Công nghiệp hóa chất
Trong ngành hóa chất, nitơ được sử dụng rộng rãi để tạo môi trường trơ, loại bỏ oxy phản ứng. Điều này giúp giảm thiểu nguy cơ cháy nổ, đặc biệt trong các nhà máy có vật liệu dễ cháy hoặc hóa chất nguy hiểm. Khí nitơ được dùng để làm sạch đường ống, thiết bị hóa học và hỗ trợ xử lý các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) trong chất thải, góp phần bảo vệ môi trường, tuân thủ các quy định. Ngoài ra, nitơ còn là nguyên liệu thô thiết yếu trong tổng hợp amoniac, sản xuất sợi, nhựa, cao su và phân bón.
2. Sản xuất điện tử và bán dẫn
Khí nitơ khô là khí lý tưởng để làm sạch các tấm silicon, đảm bảo độ tinh khiết cao cho các linh kiện. Nitơ cũng được sử dụng làm khí bảo vệ trong quá trình hàn, xử lý nhiệt và làm sạch, ngăn chặn quá trình oxy hóa, ô nhiễm thành phần, đặc biệt quan trọng trong sản xuất mạch tích hợp quy mô lớn và tấm silicon.
3. Cắt Laser
Khi cắt kim loại bằng laser, tia laser làm nóng chảy vật liệu. Nitơ lúc này đóng vai trò là khí bao bọc, tách kim loại nóng chảy ra khỏi oxy để ngăn chặn sự hình thành oxit. Điều này không chỉ bảo vệ vật liệu mà còn đảm bảo vết cắt có màu sắc chính xác và chất lượng cao, đặc biệt đối với các yêu cầu khắt khe về thẩm mỹ.
4. Gia công
Trong các quy trình gia công vật liệu, đặc biệt là các hợp kim nhiệt độ cao và titan, dụng cụ cắt dễ bị mòn do nhiệt độ, ma sát cao. Việc đưa nitơ lỏng vào vùng cắt giúp làm mát hiệu quả, giảm mài mòn dụng cụ, từ đó mang lại bề mặt được xử lý mịn hơn và kéo dài tuổi thọ của vật liệu.
5. Sản xuất kính nổi
Sản xuất kính nổi là quy trình tạo hình kính phẳng trên một bể chứa thiếc lỏng. Thiếc rất dễ bị oxy hóa ở nhiệt độ cao, gây ra khuyết tật trên bề mặt kính. Để ngăn chặn điều này, một hỗn hợp khí bảo vệ bao gồm nitơ và hidro được bơm vào bể để khử thiếc bị oxy hóa trở lại trạng thái ban đầu, đảm bảo chất lượng và độ trong suốt của kính.
>>> Có thể bạn quan tâm: Mọi điều bạn cần biết về thủ tục nhập khẩu máy tạo khí nito
Tìm hiểu 2 loại máy tạo khí nitơ phổ biến hiện nay
Trên thị trường hiện nay, có hai loại máy tạo khí nitơ phổ biến dựa trên công nghệ tách khí khác nhau: máy tạo khí nitơ PSA và máy tạo nitơ dạng màng. Mỗi loại đều có những nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm riêng biệt, phù hợp với các nhu cầu và điều kiện sử dụng khác nhau.
1. Máy tạo khí nitơ PSA
Máy tạo khí nitơ PSA là loại máy phổ biến nhất hiện nay, hoạt động dựa trên nguyên lý hấp phụ áp suất chuyển đổi (Pressure Swing Adsorption). Công nghệ này tách khí nitơ từ hỗn hợp không khí trong khí quyển dựa vào tính năng hấp thụ đặc biệt của vật liệu Carbon Molecular Sieve (CMS).
Nguyên lý hoạt động
Không khí tự nhiên được nén và đưa vào hệ thống. Trong các bình chứa hạt CMS, oxy cùng các khí khác như CO2, hơi nước sẽ bị hấp thụ vào cấu trúc mao quản của hạt CMS do kích thước phân tử và tốc độ hấp thụ khác nhau so với nitơ. Phân tử nitơ, do kích thước lớn hơn và tốc độ hấp thụ chậm hơn, sẽ không bị giữ lại và đi qua, tạo thành luồng khí nitơ tinh khiết.
Quá trình này diễn ra liên tục theo chu trình chuyển đổi áp suất. Khi một bình hấp thụ đầy oxy, áp suất sẽ được giảm để giải phóng oxy ra ngoài môi trường, đồng thời tái sinh hạt CMS để chuẩn bị cho chu trình hấp thụ tiếp theo. Để đảm bảo nguồn cung nitơ liên tục và đạt độ tinh khiết cao, hệ thống thường sử dụng hai hoặc nhiều bình hấp thụ luân phiên.
Ưu điểm
- Độ tinh khiết cao: Có thể tạo ra khí nitơ với độ tinh khiết rất cao, thường đạt trên 99.5% và có thể lên tới 99.999%.
- Hiệu suất năng lượng: Tiêu thụ ít khí nén hơn so với máy dạng màng để tạo ra cùng một thể tích nitơ, gián tiếp tiết kiệm điện năng.
- Ít bị ảnh hưởng bởi môi trường: Độ ẩm, nhiệt độ và các yếu tố ngoại cảnh khác ít ảnh hưởng đến chất lượng khí nitơ đầu ra.
- Tuổi thọ CMS dài: Hạt CMS có khả năng tái sinh hoàn toàn và tuổi thọ hoạt động cao trên 40.000 giờ.
Nhược điểm:
- Kích thước máy thường lớn hơn máy dạng màng.
- Giá thành ban đầu có thể cao hơn.
2. Máy Tạo nitơ Dạng Màng
Máy tạo nitơ dạng màng hoạt động dựa trên phương pháp thẩm thấu phân tử qua màng. Đây là công nghệ sử dụng một bộ phận đặc biệt được gọi là tổ hợp bó sợi rỗng dày đặc.
Nguyên lý hoạt động
Không khí nén được đưa vào bộ phận tách khí. Dòng khí này đi qua các bó sợi polymer rỗng. Mỗi sợi có các khe lưới siêu nhỏ cho phép các phân tử khí có kích thước khác nhau khuếch tán với tốc độ khác nhau. Phân tử oxy và các phân tử khí khác như hơi nước, CO2 có tốc độ khuếch tán nhanh hơn sẽ đi qua thành bó sợi và bị khuếch tán ra ngoài. Ngược lại, phân tử nitơ với độ khuếch tán thấp hơn sẽ đi qua bó polymer và được thu gom vào buồng nén, tạo thành khí nitơ.
Ưu điểm
- Thiết kế gọn nhẹ: Máy thường có kích thước nhỏ gọn, chiếm ít diện tích, dễ lắp đặt.
- Giá thành ban đầu rẻ hơn: Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn so với máy PSA.
- Vận hành đơn giản: Ít bộ phận chuyển động.
Nhược điểm
- Tiêu tốn nhiều khí nén hơn: Để tạo ra cùng một thể tích khí nitơ, máy dạng màng tiêu thụ lượng khí nén lớn hơn so với máy PSA, dẫn đến gia tăng điện năng tiêu thụ cho máy nén khí.
- Độ tinh khiết thấp hơn: Khả năng tách khí không triệt để bằng PSA, do đó độ tinh khiết của khí nitơ tạo ra thấp hơn thường tối đa 99.5%.
- Nhạy cảm với môi trường: Dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố ngoại cảnh như độ ẩm, nhiệt độ cao, và sự hiện diện của hóa chất hoặc độ mặn trong không khí (đặc biệt gần biển), làm giảm hiệu suất và độ tinh khiết của khí nitơ.
Máy tạo khí nitơ mang lại nguồn cung nitơ tinh khiết, ổn định và tự chủ cho đa dạng các ngành nghề. Máy giúp đảm bảo an toàn trong công nghiệp hóa chất, nâng cao chất lượng sản phẩm điện tử, tối ưu hóa các quy trình cắt laser, gia công hay sản xuất kính. Việc đầu tư vào công nghệ này không chỉ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí vận hành mà còn giảm thiểu rủi ro, nâng cao hiệu quả sản xuất và góp phần bảo vệ môi trường, khẳng định vị thế trong bối cảnh công nghiệp hiện đại. Bạn đọc có nhu cầu tìm hiểu thêm thông tin về máy tạo khí nitơ, vui lòng liên hệ với Tân Hưng Phát theo thông tin bên dưới để được hỗ trợ nhanh chóng.
Thông tin liên hệ:
CÔNG TY TNHH MTV TBCN TÂN HƯNG PHÁT
- Địa chỉ: 230/4 Đường Man Thiện, Khu phố 5, Phường Tăng Nhơn Phú, Thành Phố Hồ Chí Minh.
- Tel 028 3736 1558.
- Fax 028 37361559.
- Mail info@tanhungphat.net
- Website https://tanhungphat.net
