Газообразный азот является важнейшим компонентом для различных промышленных применений. Благодаря своим инертным, стабильным и негорючим свойствам азот действует как надежный газовый барьер и контроль атмосферы в процессах, где загрязнение кислородом представляет риск. От заморозки и упаковки пищевых продуктов до производства электроники и фармацевтического производства — отрасли промышленности полагаются на постоянные поставки азота высокой чистоты.
Вместо того, чтобы полагаться на доставленные резервуары или жидкий азот, многие компании переходят на производство азота на месте для большей гибкости поставок, экономии затрат и независимости. Генераторы азота, установленные на месте, производят газообразный азот из стандартного сжатого воздуха, что устраняет необходимость во внешнем источнике.
Из основных генераторных технологий Генераторы азота PSA (адсорбция при переменном давлении) являются предпочтительным выбором, когда требуются высокие скорости потока и уровни чистоты. В этой статье подробно рассматривается, как Генераторы азота PSA работы и их основные преимущества.
Обзор производства азота PSA
Генераторы азота PSA используют специальную технологию разделения, называемую адсорбцией при переменном давлении, для производства очищенного газообразного азота из сжатого воздуха. Этот процесс включает в себя сжатие воздуха и пропускание его через один или несколько сосудов, заполненных адсорбирующим материалом, обычно углеродным молекулярным ситом (CMS).
CMS адсорбирует кислород, аргон и другие примеси газов из подаваемого воздуха, пропуская при этом азот высокой чистоты. Адсорбированные газы затем десорбируются и продуваются с помощью перепадов давления, которые регенерируют слои CMS. Этот цикл повторяется непрерывно, чтобы обеспечить постоянный поток газообразного азота.
По сравнению с альтернативами, такими как доставляемый азот и мембранные генераторы азота, системы PSA не имеют себе равных по своей способности надежно производить азот высокой чистоты (до 99,999%) при высоких скоростях потока. Это делает их хорошо подходящими для промышленного применения с жесткими требованиями.
Ключевые компоненты генератора азота PSA
Генератор азота PSA содержит несколько ключевых компонентов, разработанных для бесперебойной совместной работы:
- Воздушный компрессор – Обеспечивает подачу воздуха в систему PSA под необходимым давлением.
- Система очистки воздуха – Удаляет влагу, твердые частицы и углеводороды из подаваемого воздуха, предотвращая загрязнение.
- Молекулярные сита – Башни-близнецы, заполненные адсорбентом CMS для отделения азота
- Ресивер азота – Временно хранит отделенный азот высокой чистоты
- Панель управления ПЛК – Автоматизирует цикл PSA с помощью таймеров и электромагнитных клапанов.
- Трубопроводы, клапаны и инструменты – Соединяйте компоненты и контролируйте процесс
Сам процесс PSA происходит внутри слоев молекулярных сит, заполненных адсорбентом CMS. Свойства адсорбента и время цикла PSA позволяют осуществлять последовательное отделение азота.
Как работает цикл ПСА?
Цикл PSA включает скоординированные колебания давления в слоях адсорбента для избирательной адсорбции и десорбции газов. Есть четыре основных шага:
Подача давления – Слой приводится в действие и поступает подаваемый воздух, увеличивая давление. Азот проходит, а кислород и аргон адсорбируются.
Производство – Слой остается под давлением и продолжает производить азот до тех пор, пока адсорбент не приблизится к насыщению.
Разгерметизация – Слой отключается, давление падает, что приводит к десорбции адсорбированных газов.
Удалять – Небольшое количество азота продукта очищает слой, подготавливая его к следующему циклу.
Затем цикл PSA повторяется для другого слоя, обеспечивая постоянную производительность. Время, количество слоев и давление определяют чистоту и скорость потока получаемого азота.
Уровни чистоты и производительность PSA
Генераторы азота PSA могут производить различные степени чистоты для различных промышленных применений:
- Чистота 95-97% для расхода 50-5000 Нм3/час
- Чистота 97-99% для расхода 30-3000 Нм3/час
- Сверхвысокая чистота до 99,9999% для производительности 10–1000 Нм3/ч.
В упаковке пищевых продуктов, молочном производстве и производстве электроники часто используется чистый азот 99,9%. Между тем, чистота выше 99,999% необходима для фармацевтической, лабораторной и газовой промышленности, где требуется нулевое загрязнение.
Эксплуатация и обслуживание генератора азота PSA
Хотя генераторы азота PSA работают надежно при минимальном контроле, периодическое техническое обслуживание является ключом к долговечности и производительности. Это включает в себя:
- Замена воздушных фильтров и кроватей CMS согласно графику производителя.
- Проверка/замена клапанов, уплотнений и деталей приборов.
- Мониторинг параметров процесса, таких как давление и расход
- Поддержание чистоты и сухости подаваемого воздуха для увеличения срока службы CMS
При правильном уходе генераторы азота PSA могут работать годами до капитального ремонта. Требуется некоторое периодическое техническое обслуживание, но компании значительно экономят по сравнению с поставкой азота на аутсорсинг.
Преимущества производства азота PSA на месте
Установка генератора азота PSA на объекте дает компаниям серьезные преимущества по сравнению с традиционными вариантами доставки азота:
- Снижение долгосрочных затрат – Устраняет регулярные сборы за доставку и наценки на продукцию.
- Гибкость поставок – Скорость потока регулируется в соответствии с потребностями. Никаких узких мест в поставках.
- Постоянная чистота — Строгий контроль качества получаемого азота
- Независимость – Не зависит от повышения цен поставщиков или проблем с дистрибуцией.
- Безопасность – Отсутствие рисков, связанных с обращением с газовыми баллонами высокого давления.
Благодаря технологии PSA производство азота на месте становится растущей тенденцией во всех отраслях промышленности. Генераторы азота PSA являются идеальным выбором для получения азота высокой чистоты с максимальной гибкостью и экономией средств.
Если вы заинтересованы в получении индивидуальных рекомендаций по внедрению генерации азота PSA на вашем предприятии, свяжитесь с Oxynitra сегодня. Наши инженеры могут помочь выбрать оптимальный размер генератора и степень чистоты, соответствующие вашим конкретным потребностям в азоте. Чем раньше ваш бизнес перейдет на производство на месте, тем быстрее будет накапливаться экономия.
