Mengenal Generator Nitrogen, Prinsip Kerja dan Penggunaannya di Industri
Artikel Hits: 658
N2 atau Nitrogen banyak sekali dikonsumsi dan digunakan di dunia industri; antara lain karena sifatnya yang tidak reaktif; sehingga banyak digunakan sebagai media, pembersih dan pelindung (mantel gas pelindung).
Daftar Isi :
- 1. Nitrogen
- 2. Generator Nitrogen (N2)
- 3. Prinsip Kerja Generator Nitrogen PSA
- 4. Keuntungan Generator Nitrogen PSA
- 4.1. Kemurnian nitrogen tinggi
- 4.2. Biaya pengoperasian yang rendah
- 4.3. Dampak lingkungan
- 5. Prinsip Kerja Generator Nitrogen Membran
- 6. Keuntungan Generator Nitrogen Membran
- 6.1. Manfaat ekonomi
- 6.2. Desain modul
- 6.3. Keandalan
Nitrogen
Nitrogen tidak reaktif dan sangat baik untuk gas pelindung dan sering digunakan sebagai gas pembersih. Nitrogen dapat digunakan untuk menghilangkan kontaminan dari aliran proses melalui metode seperti pengupasan dan penyemprotan; dll. Karena sifat-sifatnya maka dapat digunakan untuk perlindungan produk berharga terhadap kontaminan berbahaya. Nitrogen juga memungkinkan penyimpanan yang aman, penggunaan pada senyawa yang mudah terbakar dan dapat membantu mencegah ledakan debu yang mudah terbakar.
Aplikasi senyawa nitrogen secara alami sangat bervariasi karena ukuran kelas ini yang sangat besar. Dalam industri baja Nitrogen digunakan untuk proses pegadukan dan pemurnian baja cair dalam Ladle (proses rinsing). Didalam dunia otomotif Nitrogen digunakan untuk mengisi angin ban dan menggantikab udara bertekanan; karena lebih stabil temperatur dan tekanannya pada saat gesekan dengan ban mobil.
Ada berbagai contoh ketika nitrogen dapat ditambahkan ke baja selama pembuatan baja seperti peleburan, pemrosesan didalam ladle, dan operasi pengecoran. Nitrogen berpengaruh pada sifat kekerasan baja, sifat mampu bentuk, penuaan regangan (strain ageing) dan sifat ketangguhan.
Generator Nitrogen (N2)
Mengingat begitu banyaknya manfaat jika dapat menghasilkan gas Nitrogen di tempat, maka banyak industri beralih menggunakan Nitrogen Generator daripada membeli Nitroge dalam botol silinder konvensional yang dikirimkan oleh vendor.
Dengan adanya Generator Nitrogen maka dapat memastikan pasokan konstan gas sesuai permintaan, lebih aman untuk dioperasikan, dan lebih hemat biaya karena bahan baku yang digunakannya adalah udara biasa.
Generator Nitrogen adalah sebuah mesin stasioner atau yang digunakan untuk memisahkan gas nitrogen dari gas lainnya dari bahan baku udara atmosfer. Berdasarkan proses kerjanya; secara umum ada 2 (dua) jenis generator Nitrogen; yaitu :
- Generator Nitrogen Pressure Swing Absorption (PSA).
- Generator Nitrogen membran
Prinsip Kerja Generator Nitrogen PSA
Generator Nitrogen beroperasi dengan prinsip kerja PSA (Pressure Swing Adsorption) digunakan untuk menghasilkan aliran gas Nitrogen yang terus menerus dari udara terkompresi.
Dua tabung diisi dengan saringan molekul karbon (CMS). Udara terkompresi yang telah diolah sebelumnya memasuki bagian bawah menara on-line dan melewati CMS. Oksigen dan gas gas lainnya secara spesifik diserap oleh CMS, sementara Nitrogen tetap berlkalu melewatinya. Proses PSA (Pressure Swing Adsorption) pada masing-masing dua adsorber terdiri dari dua tahap yang berjalan selama beberapa menit. Pada tahap adsorpsi oksigen, molekul H2O dan CO2 berdifusi ke dalam struktur pori adsorben sementara molekul Nitrogen dibiarkan berjalan melalui bejana yang mengandung adsorber-adsorben.
Pada waktu yang ditentukan tabung secara otomatis beralih ke mode regeneratif, yaitu mengeluarkan kontaminan dari CMS. Saringan molekul karbon berbeda dari karbon aktif biasa karena memiliki rentang bukaan pori yang jauh lebih sempit. Pada tahap regenerasi komponen yang teradsorpsi dilepaskan dari adsorben yang dibuang ke atmosfer. Proses ini kemudian berulang kali.
Keuntungan Generator Nitrogen PSA
1) Kemurnian nitrogen tinggi
Pabrik penghasil nitrogen PSA memungkinkan produksi nitrogen dengan kemurnian tinggi dari udara, yang tidak dapat disediakan oleh sistem membran – hingga 99,9995% nitrogen. Tetapi dalam kebanyakan kasus mereka tidak menghasilkan lebih dari 98,8% nitrogen dengan sisanya adalah argon yang tidak dipisahkan dari nitrogen dengan proses PSA biasa. Argon biasanya tidak menjadi masalah.
2) Biaya pengoperasian yang rendah
Dengan mengganti pabrik pemisahan udara yang sudah usang, penghematan produksi nitrogen sebagian besar melebihi 50%. Biaya bersih nitrogen yang dihasilkan oleh generator nitrogen secara signifikan lebih kecil daripada biaya nitrogen botolan atau cair.
3) Dampak lingkungan
Menghasilkan gas nitrogen adalah pendekatan yang berkelanjutan, ramah lingkungan, dan hemat energi untuk menyediakan gas nitrogen yang murni, bersih, dan kering. Dibandingkan dengan energi yang dibutuhkan untuk pabrik pemisahan udara secara cryogenic (pemisahan berdasarkan titik cair); Generator Nitrogen PSA dianggap lebih ramah lingkungan.
Prinsip Kerja Generator Nitrogen Membran
Udara atmosfer pada dasarnya mengandung 78% nitrogen dan 21% oksigen. Udara terkompresi kering biasa disaring dan dilewatkan melalui bundel serat membran berongga yang secara teknologi canggih di mana nitrogen dipisahkan dari udara umpan dengan perembesan selektif.
Uap air dan oksigen dengan cepat meresap dengan aman ke atmosfer, sedangkan gas nitrogen dibuang di bawah tekanan ke dalam sistem distribusi. Tekanan, laju aliran, dan ukuran/kuantitas membran adalah variabel utama yang memengaruhi produksi nitrogen. Kemurnian nitrogen (kandungan oksigen) dikendalikan dengan membatasi saluran keluar dari bundel membran.
Konsep pemisahan gas; pengoperasian sistem membran didasarkan pada prinsip kecepatan diferensial dimana berbagai komponen campuran gas menembus zat membran. Kekuatan pendorong dalam proses pemisahan gas adalah perbedaan tekanan parsial pada sisi membran yang berbeda.
Kartrid Membran
menggunakan komponen utama katrid membran, yang secara struktural berupa serat membran berongga berbentuk kartrid silinder yang berfungsi sebagai gulungan; teruat dari serat polimer yang digulung secara khusus. Aliran gas disuplai di bawah tekanan ke dalam bundel serat membran. Karena perbedaan tekanan parsial pada pemisahan aliran gas permukaan membran eksternal dan internal tercapai.
Keuntungan Generator Nitrogen Membran
1) Manfaat ekonomi
Dengan substitusi pemisahan secara cryogenic atau sistem adsorpsi, penghematan produksi nitrogen umumnya melebihi 50%. Biaya bersih nitrogen yang dihasilkan oleh kompleks nitrogen secara signifikan lebih kecil daripada biaya silinder atau nitrogen cair.
2) Desain modul
Menggunakan sistem modul sehingga sistem dianggap lebih sederhana, dan generator nitrogen dapat dibagi menjadi beberapa modul. Ini berbeda langsung dengan sistem klasik di mana peralatan dirancang untuk tahap tertentu dari proses pemisahan. Dengan menggunakan sistem modular, fasilitas pembangkit dapat dibangun dari peralatan yang sudah ada sebelumnya dan bila perlu, kapasitas output dari pembangkit dapat ditingkatkan dengan biaya minimum.
3) Keandalan
Unit pemisahan gas tidak memiliki bagian komponen yang bergerak, sehingga memastikan keandalan yang luar biasa. Membran sangat tahan terhadap getaran dan guncangan, lembam secara kimiawi terhadap gemuk, tidak peka terhadap kelembapan, dan mampu beroperasi pada rentang suhu yang lebar –40° hingga +60°.
Referensi & Sumber :
- Wikipedia; Nitrogen generator
- Compressed Gas Technologies Inc; Nitrogen Generators How It Works
- Atlas Copco; Nitrogen Generator
- Generon; Nitrogen Generator
Baca Juga :
- Cara Membersihkan Langit Langit Ruangan (Plafon); Cleaning Service
- Mengenal tentang Krakatau Steel Group
