Hạt hút ẩm Zeolite và CMS trong hệ thống khí Ni-tơ

Trong hệ thống tạo khí ni-tơ theo công nghệ PSA (Pressure Swing Adsorption), hạt CMS và hạt Zeolite đóng vai trò cực kỳ quan trọng như chất hấp phụ. Hạt CMS (Carbon Molecular Sieve) là vật liệu than hoạt tính với cấu trúc vi mao bọt đặc biệt, có khả năng hấp thụ khí O₂ và cho khí N₂ đi qua, giúp thu nhận nitơ tinh khiết.

Ngược lại, hạt Zeolite là sàng phân tử aluminosilicat có tính hút ẩm và hấp thụ các phân tử dựa trên kích thước, thường được dùng trong máy tạo oxy PSA (giữ lại N₂, cho O₂ đi qua). Độ tinh khiết của nitơ sản xuất từ CMS có thể đạt đến 99,9999% nhờ khả năng chọn lọc ưu việt. Hệ thống khí ni-tơ thường gồm máy nén khí, bình tích áp, bộ lọc và máy sấy khí để xử lý khí nén trước khi đưa vào tháp hấp phụ chứa các hạt này.

Các hạt CMS được chế tạo từ than gáo dừa hoặc than củi, có kích thước và phân bố lỗ đều nhau (thường ~4 Å). Loại vật liệu này đặc biệt thích hợp cho hệ thống PSA tách nitơ vì nó hấp thụ mạnh khí oxy và hiếm khi hấp thụ nitơ, cho phép thu được nitơ tinh khiết cao. Hạt Zeolite, ngược lại, là khoáng vật dạng tinh thể (như 3A, 4A, 5A, 13X) có khả năng trao đổi ion và hút ẩm mạnh. Khi không khí nén đi qua hạt Zeolite, oxy sẽ đi qua, còn nitơ bị giữ lại, do đó Zeolite được sử dụng để tạo oxy y tế trong các máy PSA

Đọc thêm: locmaynenkhi.com.

Trong hệ thống tạo khí ni-tơ, Zeolite thường được dùng như chất sấy khô, hấp thụ hơi nước và tạp chất trước khi khí đi vào tháp chứa CMS. Nhờ tính bền vững và tái sinh tốt, Zeolite giúp giảm độ ẩm xuống điểm sương rất thấp (≤ –50°C), bảo vệ CMS khỏi hơi ẩm và kéo dài tuổi thọ hệ thống.

So sánh Zeolite và CMS, ưu điểm từng loại

• Thành phần và cấu trúc: Hạt Zeolite là hợp chất aluminosilicat có khung mạng xốp tích điện âm, trong khi CMS là vật liệu than không phân cực có lỗ rỗng siêu nhỏ. Zeolite màu sáng (thường nâu) chứa các ion Na⁺, K⁺; còn CMS màu đen, được chế từ than gáo dừa, than đá hoặc nhựa phenolic.
• Khả năng hấp phụ: Zeolite hút ẩm và hấp phụ các phân tử nhỏ như nước, CO₂, N₂ tốt hơn nhờ điện tích mạnh ở khung. Ngược lại, CMS có khả năng hấp thụ O₂ hiệu quả hơn do cấu trúc lỗ rỗng ~0.3–0.4 nm phù hợp với phân tử oxy. Nhờ vậy, hệ thống PSA sử dụng CMS đạt được độ tinh khiết nitơ rất cao, trong khi Zeolite giữ vai trò chính trong hút ẩm và tạo khí O₂.

• Độ bền và tuổi thọ: Cả hai loại hạt đều bền vững dưới áp suất thay đổi. Theo CAN-GAS, tuổi thọ thông thường của Zeolite (ZMS) trong PSA oxy là khoảng 5–8 năm, còn CMS trong PSA nitơ là 6–10 năm (trong điều kiện làm việc tiêu chuẩn). Ngoài ra, CMS làm từ gáo dừa có độ cứng cao, chịu được dao động áp suất mạnh nên đảm bảo hoạt động lâu dài của máy tạo khí nitơ. Zeolite cũng có khả năng tái sinh cao và duy trì hiệu suất khi tái sử dụng nhiều chu kỳ.
• Ứng dụng chuyên biệt: CMS là lựa chọn hàng đầu cho hệ thống tạo khí Ni-tơ PSA. Các nhà sản xuất PSA khẳng định CMS là chất hấp phụ tối ưu để tách O₂ ra khỏi không khí và thu N₂. Trong khi đó, Zeolite phổ biến trong các hệ thống tạo khí Oxy, khí nén khô và hút ẩm. Việc chọn hạt phụ thuộc vào nhu cầu: nếu cần nitơ tinh khiết cao, ưu tiên dùng CMS; nếu cần hút ẩm hoặc tạo oxy, dùng Zeolite.

Ứng dụng của hạt Zeolite và hạt CMS trong công nghiệp

Máy tạo khí ni-tơ PSA sử dụng hạt CMS để sản xuất nitơ tinh khiết tại chỗ, loại bỏ hoàn toàn sự phụ thuộc vào khí ni-tơ từ bên ngoài. Nitơ tạo ra được dùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

• Thực phẩm & đồ uống: bảo quản sản phẩm bằng cách đẩy không khí ra khỏi bao bì, ngăn ngừa oxy gây ôxy hóa và hư hỏng thực phẩm. Nitơ dùng trong đóng gói thực phẩm tươi sống, ngũ cốc, sữa bột, bia rượu (bảo quản lên men).
• Y tế & Dược phẩm: cung cấp nitơ y tế độ tinh khiết cao (trên 99,9%) để hỗ trợ các quy trình dược phẩm, sản xuất vacxin, tạo môi trường vô trùng và vận hành thiết bị xét nghiệm. Máy tạo khí nitơ on-site giúp bệnh viện chủ động và an toàn hơn so với bình khí nén mua ngoài.
• Điện tử & bán dẫn: Nitơ được cấp vào lò nung chân không hoặc linh kiện điện tử để khử oxy, hàn linh kiện, sản xuất chip, nhằm tránh oxy hóa bề mặt và tăng độ ổn định sản phẩm.
• Cơ khí & gia công kim loại: Được ứng dụng trong xử lý nhiệt luyện, hàn laser, cắt laser, phun plasma kim loại. Không khí ni tơ làm giảm sự phản ứng với oxy và giảm rỉ sét, nâng cao chất lượng sản phẩm.
• Khác: Ngành hóa chất, chế biến ngô ngũ cốc, luyện kim đều dùng nitơ để tạo môi trường trơ, tránh phản ứng cháy nổ và cải thiện hiệu quả sản xuất.

Trong các ứng dụng trên, hạt CMS là thành phần chính trong máy PSA để tách nitơ. Còn hạt Zeolite tuy ít xuất hiện trực tiếp trong máy ni-tơ, nhưng thường được sử dụng trong hệ thống xử lý khí đầu vào (máy sấy khô khí nén) hoặc trong máy tạo khí oxy (ngành y tế, nuôi trồng thủy sản…). Ví dụ, Zeolite giúp hút ẩm không khí nén và thu hồi N₂, cho phép máy tạo oxy cung cấp khí O₂ sạch cho bệnh viện và trại nuôi thủy sản.

Lựa chọn và thay thế hạt hút ẩm phù hợp

Việc chọn hạt và thay thế định kỳ đảm bảo hệ thống làm việc ổn định. Dưới đây là gợi ý chung:

• Chọn hạt CMS cho máy ni-tơ: Khi lắp mới hoặc thay thế bình hấp phụ trên máy tạo khí Ni-tơ PSA, nên chọn hạt CMS chuẩn (ví dụ CMS-200) tương ứng với lưu lượng và độ tinh khiết yêu cầu. Hạt CMS có mã số khác nhau (CMS-220, CMS-260…) tương ứng với mức tạo nitơ cao hơn Ví dụ, CMS-200 cho tinh khiết ~99,9% và sản lượng nhất định, CMS-260 cho năng suất cao hơn. Tham khảo sản phẩm Hạt CMS chính hãng để đảm bảo hiệu suất tối ưu.
• Chọn hạt hút ẩm Zeolite/AAS: Nếu dùng máy sấy hấp thụ (máy sấy khí hút ẩm), cần lựa chọn loại hạt phù hợp với độ ẩm và lưu lượng khí nén. Hạt Zeolite (màng lỗ 3A, 4A, 5A) chuyên hút ẩm phèn hoàn hảo và khử các khí nhỏ như CO₂, nên chọn loại 3A hoặc 4A cho hạ thấp điểm sương đến –60°C. Bộ phận máy sấy khí hút ẩm cũng cần được bảo dưỡng định kỳ – các máy sấy khí chất lượng đi kèm đúng loại hạt sẽ kéo dài tuổi thọ chất hấp thụ.
• Thay thế định kỳ: Các chuyên gia khuyến cáo hạt CMS nên được thay mới sau 5–7 năm hoạt động để duy trì độ tinh khiết khí. Tương tự, hạt Zeolite hay Hạt hút ẩm cũng cần được thay khi dấu hiệu giảm hiệu quả (điểm sương không đạt hoặc khí nitơ có hơi ẩm). CAN-GAS ghi nhận hạt Zeolite (PSA oxy) trung bình dùng được 5–8 năm, CMS 6–10 năm. Khi thay hạt CMS trên tháp PSA, quy trình gồm xả áp, mở tháp, tháo bỏ hạt cũ, vệ sinh, lắp hạt mới và đóng kín, đảm bảo không còn rò rỉ khí. Công tác này nên do kỹ thuật viên có kinh nghiệm thực hiện để đảm bảo an toàn và chất lượng.
• Các yếu tố khác: Chất lượng khí cấp (không khí nén) ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ hạt. Hãy đảm bảo lắp đầy đủ bộ lọc dầu, lọc tách nước (nước và dầu trong khí nén sẽ làm giảm hiệu suất của CMS/Zeolite). Các phụ kiện như bình khí nén và bộ lọc đường ống cũng góp phần quan trọng trong việc ổn định áp suất và loại bỏ tạp chất, bảo vệ chất hấp thụ bên trong tháp.

Gợi ý mua hàng và liên kết hữu ích

Để tận dụng tối đa ưu điểm của hai loại chất hấp phụ, quý khách hàng có thể lựa chọn các sản phẩm từ Loc Máy Nén Khí hoặc các nhà cung cấp uy tín. Ví dụ:

• Hạt CMS chất lượng cao: Sản phẩm Hạt CMS – Carbon Molecular Sieve CMS-200 đạt tiêu chuẩn sử dụng cho máy tạo khí nitơ PSA, cho độ tinh khiết đến 99,99% và ổn định dài lâu.
• Máy tạo khí nitơ PSA: Tham khảo Máy tạo khí nitơ công nghệ hiện đại, tiết kiệm điện năng, đảm bảo độ tinh khiết và dòng chảy ni-tơ liên tục. Các dòng máy như KODER NGP series, WON Hi Tech… được ưa chuộng nhờ hiệu suất cao và bảo hành dài hạn.
• Máy sấy khí và lọc khí: Để bảo vệ hạt hấp phụ, nên sử dụng máy sấy khí hút ẩm hiệu suất tốt, đi kèm hạt hút ẩm alumina hoặc Zeolite. Ngoài ra, các thiết bị lọc khí nén và bộ lọc đường ống chính hãng sẽ đảm bảo dòng khí nén sạch, bảo vệ máy tạo khí.
• Dịch vụ lắp đặt và bảo trì: Công ty MPT cung cấp dịch vụ trọn gói từ tư vấn, lắp đặt đến bảo trì máy tạo khí Ni-tơ. Quý khách có thể liên hệ để được tư vấn về chọn lựa hạt CMS, hạt Zeolite, và giải pháp khí ni-tơ tối ưu cho nhu cầu cụ thể.

Trên đây là những thông tin toàn diện về vai trò, khác biệt và ứng dụng của hạt Zeolite và hạt CMS trong hệ thống khí Ni-tơ PSA. Chọn đúng hạt hấp phụ và thiết bị kèm theo không chỉ giúp hệ thống hoạt động hiệu quả mà còn nâng cao chất lượng khí phục vụ sản xuất. Để được hỗ trợ thêm về sản phẩm và giải pháp khí ni-tơ, xin vui lòng truy cập website hoặc liên hệ hotline chuyên gia của Loc Máy Nén Khí.

Nguồn tham khảo: Các tài liệu chuyên ngành PSA và sản phẩm lọc khí, bao gồm OXYMAT và JHFoster

Để lựa chọn được sản phẩm phù hợp; quý khách vui lòng liên hệ ngay với chúng tôi qua thông tin bên dưới.

LÊ QUỐC VƯƠNG ( Zalo : 0973139052)

Công ty TNHH Máy và Thiết Bị Khí Nén MPT
Hotline: 0946.243.248
Email: [email protected]
Website: locmaynenkhi.com, congtympt.com.vn