Dusík: co to je a kde se používá?
21 April, 2022
Dusík je všude kolem nás. Představuje největší složku ve vzduchu, který dýcháme, ale kterou k dýchání nevyužíváme. V tomto článku se podíváme na některé z mnoha věcí, ke kterým lze použít.
Výběr správné dodávky dusíku pro vaši firmu
Při získávání dodávky dusíku je běžné zvolit dodávku lahví na průmyslový plyn. Existují však účinnější alternativy, zejména výroba na místě s generátorem PSA nebo membránou. Tento článek se zabývá různými možnostmi a zároveň zdůrazňuje výhody každého z nich.
Získávání dusíku prostřednictvím dodavatele třetí strany
Dusík v lahvích
První uvedenou volbou je nákup lahví s dusíkem z výrobního závodu mimo pracoviště. Tento proces je velmi jednoduchý. Objednáte požadované množství dusíku pro vaši aplikaci a dodavatel jej dodává ve velkých těžkých lahvích.
N2O2, generovaný kryogenní dusíkovou elektrárnou, je přeměněn na plyn a plněn pod velmi vysokým tlakem (300 bar). V důsledku toho je mnoho plynného dusíku skladováno v relativně malé lahvi. Nicméně, aby vydržely vysoký tlak, kontejnery jsou poměrně objemné, přidáním hmotnosti.
Po použití jsou tyto lahve umístěny do stojanu, kde jsou skladovány pro vyzvednutí – což vyžaduje další skladování.
Výhody:
● snadné řešení pro zařízení s nízkou spotřebou dusíku.
● poskytuje snadno dostupný dusík pro špičkové toky.
● jednoduchá instalace.
Nevýhody
● vzhledem k velikosti a hmotnosti lahví není přeprava šetrná k životnímu prostředí.
● pracovní tlak musí být větší než tlak v láhvi. Pokud tomu tak není, dochází k plýtvání dusíkem.
● relativně vysoká cena v důsledku výrobních a přepravních nákladů.
● speciální systém přepínání stojanu na lahve je nutný, aby se zabránilo přerušení pracovního postupu.
● bezpečnostní otázky (manipulace s těžkou ocelí, vysoký tlak).
● vytváří závislost na dodavateli dusíku.
● není vhodný pro vysokou spotřebu plynu.
Zásoba kapalného dusíku
Druhou možností, která zahrnuje třetí stranu, je instalace zásobníku kapalného dusíku, který je pravidelně naplněn plynovou společností. Tyto nádrže lze buď pronajmout u dodavatele nebo zakoupit. Pro použití plynného dusíku je navíc vyžadován výparník.
Výparník přeměňuje kapalný dusík na plynný dusík. Stejně jako lahvový dusík je i přeprava nutná pro zásobování kapalným dusíkem. V tomto případě je však dodáván tepelně izolovaným cisterním vozíkem. Kapalný dusík se poté čerpá z vozíku do izolované skladovací nádrže.
Pro situace s nízkou spotřebou je také možné objednat kapalný dusík v menších plechovkách. Tyto malé nádrže jsou známé jako Dewarovy nádoby. Stejně jako u dusíku v lahvích je kapalný dusík produkován kryogenní dusíkovou elektrárnou.
Výhody:
● poskytuje snadno dostupný dusík pro špičkové toky.
● obecně nákladově efektivnější než lahvový dusík.
● úpravy kapacity jsou snadno přizpůsobit měnícím se požadavkům dusíku.
Nevýhody
● Tanková izolace není dokonalá. Zkapalněný plyn se může zahřát a odpařit, známý jako ztráty při odpařování.*
● dlouhodobé smlouvy s plynárenskými společnostmi jsou běžné (obvykle 5-7 let).
● Další nastavení požadované včetně speciálního základu a výparníku.
● není šetrný k životnímu prostředí.
Bezpečnostní rizika (kapalný dusík je −196 °C, při práci s kapalným dusíkem hrozí nebezpečí omrzlin)
Výparník může zamrznout, pokud je spotřeba dusíku vyšší než jmenovitá nebo je venku chladná.
*Ztráty při odpařování jsou odpady. Při použití menšího množství dusíku, než je kapacita nádrže, se zvyšuje tlak, což způsobuje ztráty způsobené vařením. Pokud není spotřebován žádný plyn, je tento odpad za den až 1 % zbývajícího objemu nádrže. Aby se tyto ztráty vyrovnaly, je nutné nádrž pravidelně plnit (obvykle jednou týdně).
Výroba na místě Cryo
V souvislosti s dodávkou kapalného dusíku se jedná o výrobu kryo na místě. Když je spotřeba extrémně vysoká, může společnost vyrábějící plyny nainstalovat malou kryogenní dusíkovou elektrárnu. Jedná se o stejný typ generátoru, který se používá k vytváření dusíku přepravovaného v lahvích a cisternových vozících. Další informace o generátorech kryogenního dusíku naleznete v souvisejícím článku.
Generování vlastní dodávky dusíku
Na rozdíl od předchozích metod nákupu a příjmu dusíku, generování vlastní nezahrnuje kryogenní proces.V důsledku toho generátory dusíku membránové nebo tlakové adsorpce (PSA) nevyžadují extrémní teploty. Tyto typy zařízení oddělují vzduch do svých součástí jinými prostředky.
Ačkoli PSA a membrána jsou dvě velmi odlišné technologie, oba vyžadují proud stlačeného vzduchu pro práci. Protože tyto dva generátory nepoužívají kryo, výsledné složení plynu není stejné.
Kryogenní dusík má pevnou úroveň vysoké čistoty. Čistota dusíku komerčně dostupných generátorů je nastavitelná podle vašich preferencí. Je třeba poznamenat, že dosažení stejné úrovně čistoty jako kryogenerovaný dusík je neefektivní s PSA a membránových generátorů.
U těchto strojů vyžaduje vyšší čistota vyšší výkon, což vede ke zvýšeným provozním nákladům. To znamená, že úrovně čistoty PSA a generátoru membrán jsou dostatečné pro většinu aplikací. A uživatelé mohou snížit náklady na jednotku dusíku tím, že vytvoří správnou čistotu pro jejich použití namísto nejvyšší. Více o čistotě dusíku si můžete přečíst zde.
Výhody:
● obvykle je vytváření vlastního dusíku nákladově nejefektivnější.
● čistotu lze nastavit odpovídajícím způsobem. Náklady na energii závisí na vaší požadované úrovni.
● žádná závislost na dodavateli plynu.
● stabilní cena plynu.
● bezpečná volba.
● žádný odpad.
● nejšetrnější k životnímu prostředí možnost.
Nevýhody
● speciální opatření potřebná pro maximální průtoky (např. vyrovnávací nádrž, vysokotlaký vyrovnávací nádrž, vyrovnávací nádrž na kapalný plyn).
● méně adaptabilní na měnící se požadavky na dusík než kapalné nebo balené dodávky.
● vyžaduje dodatečnou údržbu.
Podívejte se blíže na PSA a membránové generátory
Adsorpční generátory s tlakovým výkyv
![Schéma generátoru PSA]()
Adsorpční generátory s tlakovým výkyv
Zjistěte více o generování dusíku pomocí technologie PSA.
Zjistěte více o generování dusíku pomocí technologie PSA.
Zjistěte více o generování dusíku pomocí technologie PSA.
Membránové generátory
![]()
Membránové generátory
Zjistěte více o generování dusíku pomocí membránových generátorů.
Zjistěte více o generování dusíku pomocí membránových generátorů.
Zjistěte více o generování dusíku pomocí membránových generátorů.
Související články