10 βήματα για πιο πράσινη και αποδοτική παραγωγή

Ό,τι χρειάζεται να γνωρίζεται για τη μείωση άνθρακα για πιο πράσινη παραγωγή
10 βήματα για πράσινη παραγωγή πεπιεσμένου αέρα

Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τη διαδικασία μεταφοράς πεπιεσμένου αέρα

Ανακαλύψτε πώς μπορείτε να δημιουργήσετε μία πιο αποδοτική διαδικασία μεταφοράς πεπιεσμένου αέρα.
3D images of blowers in cement plant
Κλείσιμο

Παραγωγή αζώτου με τεχνολογία προσρόφησης με εναλλαγή πίεσης (PSA)

Gas generation Membrane nitrogen generator Technologies Wiki για τον πεπιεσμένο αέρα Nitrogen Pressure swing adsorption PSA nitrogen Βασική θεωρία

Η δυνατότητα δημιουργίας του δικού σας αζώτου σημαίνει ότι έχετε τον πλήρη έλεγχο της παροχής N2. Αυτό θα μπορούσε να είναι επωφελές για πολλές εταιρείες που χρειάζονται άζωτο σε καθημερινή βάση. Τι σημαίνει αυτό για την εταιρεία σας; Όταν το άζωτο παράγεται εσωτερικά, δεν χρειάζεται να βασίζεστε σε τρίτους για την παροχή, εξαλείφοντας έτσι την ανάγκη επεξεργασίας, επαναπλήρωσης και κόστους παράδοσης. Ένας τρόπος παραγωγής αζώτου είναι μέσω προσρόφησης με διακύμανση πίεσης. 

Πώς λειτουργεί η προσρόφηση διακύμανσης πίεσης;

Κατά την παραγωγή του δικού σας αζώτου, είναι σημαντικό να γνωρίζετε και να κατανοείτε το επίπεδο καθαρότητας που θέλετε να επιτύχετε. Ορισμένες εφαρμογές απαιτούν χαμηλά επίπεδα καθαρότητας (μεταξύ 90 και 99%), όπως η πλήρωση ελαστικών και η πρόληψη πυρκαγιάς, ενώ άλλες, όπως οι εφαρμογές στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών ή η χύτευση πλαστικών, απαιτούν υψηλά επίπεδα (από 97 έως 99,999%). Σε αυτές τις περιπτώσεις, η τεχνολογία PSA είναι ο ιδανικός και ευκολότερος τρόπος. Ουσιαστικά, μια γεννήτρια αζώτου λειτουργεί διαχωρίζοντας τα μόρια αζώτου από τα μόρια οξυγόνου στον πεπιεσμένο αέρα. Η προσρόφηση εναλλαγής πίεσης το κάνει αυτό παγιδεύοντας οξυγόνο από τη ροή πεπιεσμένου αέρα χρησιμοποιώντας προσρόφηση. Η προσρόφηση πραγματοποιείται όταν τα μόρια δεσμεύονται σε ένα προσροφητικό υλικό, στην περίπτωση αυτή τα μόρια οξυγόνου προσκολλώνται σε ένα μοριακό φίλτρο άνθρακα (CMS). Αυτό συμβαίνει σε δύο ξεχωριστά δοχεία πίεσης, το καθένα γεμάτο με ένα CMS, τα οποία εναλλάσσονται μεταξύ της διαδικασίας διαχωρισμού και της διαδικασίας αναγέννησης. Προς το παρόν, ας τους ονομάσουμε πύργους A και B. Για εκκινητήρες, καθαρός και ξηρός πεπιεσμένος αέρας εισέρχεται στον πύργο A και, επειδή τα μόρια οξυγόνου είναι μικρότερα από τα μόρια αζώτου, θα εισέλθουν στους πόρους του φίλτρου άνθρακα. Από την άλλη πλευρά, τα μόρια αζώτου δεν μπορούν να χωρέσουν στους πόρους και έτσι παρακάμπτουν το μοριακό φίλτρο άνθρακα. Το αποτέλεσμα είναι άζωτο με την επιθυμητή καθαρότητα. Αυτή η φάση ονομάζεται φάση προσρόφησης ή διαχωρισμού. Αλλά δεν σταματάμε εκεί. Το μεγαλύτερο μέρος του αζώτου που παράγεται στον πύργο A εξέρχεται από το σύστημα (έτοιμο για άμεση χρήση ή αποθήκευση), ενώ ένα μικρό μέρος του παραγόμενου αζώτου διοχετεύεται στον πύργο B προς την αντίθετη κατεύθυνση (από επάνω προς τα κάτω). 

Αυτή η ροή απαιτείται για την εξώθηση του οξυγόνου που παγιδεύτηκε στην προηγούμενη φάση προσρόφησης του πύργου Β. Με την εκτόνωση της πίεσης στον πύργο Β, τα μοριακά κόσκινα άνθρακα χάνουν την ικανότητά τους να συγκρατούν τα μόρια οξυγόνου. Θα αποκολληθούν από τα φίλτρα και θα μεταφερθούν μέσω της εξαγωγής από τη μικρή ροή αζώτου που προέρχεται από τον πύργο Α. Με τον τρόπο αυτό, το σύστημα δημιουργεί χώρο για νέα μόρια οξυγόνου να προσκολληθούν στα φίλτρα σε μια επόμενη φάση προσρόφησης. Ονομάζουμε αυτήν τη διαδικασία «καθαρισμού» μια αναγέννηση πύργου κορεσμένου με οξυγόνο.

Τι είναι η παραγωγή αερίου προσρόφησης με εναλλαγή πίεσης

PSA σημαίνει προσρόφηση διακύμανσης πίεσης. Πρόκειται για μια τεχνολογία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή αζώτου ή οξυγόνου για επαγγελματικούς σκοπούς.

Γράφημα που δείχνει τη διαδικασία παραγωγής αζώτου. Πρώτον, η δεξαμενή A βρίσκεται στη φάση προσρόφησης ενώ η δεξαμενή B αναγεννάται. Στο δεύτερο στάδιο και τα δύο δοχεία εξισώνουν την πίεση, μετά την οποία η φιάλη Α αρχίζει να αναγεννάται ενώ η φιάλη Β παράγει άζωτο.

Πρώτον, η δεξαμενή A βρίσκεται στη φάση προσρόφησης ενώ η δεξαμενή B αναγεννάται. Στο δεύτερο στάδιο και τα δύο δοχεία εξισώνουν την πίεση για να προετοιμαστούν για την εναλλαγή. Μετά την εναλλαγή, η δεξαμενή A αρχίζει να αναγεννάται ενώ η δεξαμενή B παράγει άζωτο.

Σε αυτό το σημείο, η πίεση και στους δύο πύργους θα εξισορροπηθεί και θα αλλάξουν φάσεις από την προσρόφηση στην αναγέννηση και αντίστροφα. Το CMS στον πύργο A θα κορεστεί, ενώ ο πύργος B, λόγω της αποσυμπίεσης, θα μπορεί να επανεκκινήσει τη διαδικασία προσρόφησης. Αυτή η διαδικασία αναφέρεται επίσης ως «διακύμανση της πίεσης» , που σημαίνει ότι επιτρέπει τη δέσμευση ορισμένων αερίων σε υψηλότερη πίεση και την απελευθέρωσή τους σε χαμηλότερη πίεση. Το σύστημα PSA δύο πύργων επιτρέπει τη συνεχή παραγωγή αζώτου σε επιθυμητό επίπεδο καθαρότητας.

Καθαρότητα αζώτου και απαιτήσεις για τον αέρα εισαγωγής

Είναι σημαντικό να κατανοήσετε το επίπεδο καθαρότητας που απαιτείται για κάθε εφαρμογή, προκειμένου να παράγετε στοχευμένα το δικό σας άζωτο. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες γενικές απαιτήσεις αναφορικά με τον αέρα εισαγωγής. Ο πεπιεσμένος αέρας πρέπει να είναι καθαρός και στεγνός πριν εισέλθει στη γεννήτρια αζώτου, καθώς αυτό επηρεάζει θετικά την ποιότητα του αζώτου και αποτρέπει επίσης την πρόκληση ζημιάς στο CMS από την υγρασία. Επιπλέον, η θερμοκρασία και η πίεση εισόδου πρέπει να ελέγχονται μεταξύ 10 και 25 βαθμών C, διατηρώντας παράλληλα την πίεση μεταξύ 4 και 13 bar. Για τη σωστή επεξεργασία του αέρα, πρέπει να υπάρχει ένας ξηραντής μεταξύ του αεροσυμπιεστή και της γεννήτριας. Εάν ο αέρας εισαγωγής παράγεται από αεροσυμπιεστή με λίπανση λαδιού, θα πρέπει επίσης να εγκαταστήσετε ένα φίλτρο συσσωμάτωσης λαδιού και άνθρακα για να αφαιρέσετε τυχόν ακαθαρσίες πριν ο πεπιεσμένος αέρας φτάσει στη γεννήτρια αζώτου. Υπάρχουν αισθητήρες πίεσης, θερμοκρασίας και σημείου δρόσου υπό πίεση εγκατεστημένοι στις περισσότερες γεννήτριες ως ασφάλεια, αποτρέποντας την είσοδο μολυσμένου αέρα στο σύστημα PSA και την πρόκληση ζημιάς στα εξαρτήματά του.

Μια τυπική εγκατάσταση: αεροσυμπιεστής, ξηραντής, φίλτρα, αεροφυλάκιο, γεννήτρια αζώτου, αεροφυλάκιο αζώτου. Το άζωτο μπορεί να καταναλωθεί απευθείας από τη γεννήτρια ή μέσω μιας πρόσθετης δεξαμενής αποθέματος (δεν απεικονίζεται).

Μια άλλη σημαντική πτυχή στην παραγωγή αζώτου PSA είναι ο συντελεστής αέρα. Είναι μία από τις σημαντικότερες παραμέτρους σε ένα σύστημα γεννήτριας αζώτου, καθώς καθορίζει τον πεπιεσμένο αέρα που απαιτείται για την επίτευξη μιας συγκεκριμένης ροής αζώτου. Συνεπώς, ο συντελεστής αέρα υποδεικνύει την απόδοση μιας γεννήτριας, πράγμα που σημαίνει ότι ένας χαμηλότερος συντελεστής αέρα υποδεικνύει υψηλότερη απόδοση και, φυσικά, χαμηλότερο συνολικό κόστος λειτουργίας.

Επιλογή μεταξύ γεννήτριας PSA και γεννήτριας μεμβράνης

 

PSA

ΜΕΜΒΡΑΝΗ

Επιτεύξιμη καθαρότητα

ΑΠΟΔΟΣΗ ΜΕΧΡΙ 99,999%

ΑΠΟΔΟΣΗ ΜΕΧΡΙ 99,9%

Αποτελεσματικότητα

ΥΨΗΛΟ

ΥΨΗΛΗ

ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

ΥΨΗΛΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

ΥΨΗΛΟΤΕΡΟ ΣΕ ΥΨΗΛΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

Πολυπλοκότητα συστήματος

ΜΕΣΑΙΟ

ΧΑΜΗΛΗ

ΕΝΤΑΣΗ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ

ΧΑΜΗΛΗ

Πολύ χαμηλές

Σταθερότητα πίεσης

ΚΥΜΑΤΙΚΗ ΕΙΣΟΔΟΣ/ΕΞΟΔΟΣ

ΣΤΑΘΕΡΟ

Σταθερότητα ροής

ΚΥΜΑΤΙΚΗ ΕΙΣΟΔΟΣ/ΕΞΟΔΟΣ

ΣΤΑΘΕΡΟ

Ταχύτητα εκκίνησης

Λεπτά/Ώρες

ΔΕΥΤΕΡΟΛΕΠΤΑ

ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑ ΣΤΟ ΝΕΡΟ (ΑΤΜΟΣ)

PDP MAX 8°C

Χωρίς νερό

ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑ ΣΤΟ ΛΑΔΙ

ΔΕΝ ΕΠΙΤΡΕΠΕΤΑΙ (< 0,01mg/m³)

ΔΕΝ ΕΠΙΤΡΕΠΕΤΑΙ (< 0,01mg/m³)

Επίπεδο θορύβου

ΥΨΗΛΗ (αιχμές εκφύσησης)

Πολύ χαμηλές

ΒΑΡΟΣ

ΜΕΣΑΙΟ

ΧΑΜΗΛΗ

Σχετικά άρθρα

an illustration about compressed air in the atlas copco air wiki.

Άζωτο: τι είναι και πού χρησιμοποιείται;

21 Απριλίου, 2022

Το άζωτο είναι παντού γύρω μας. Είναι το μεγαλύτερο συστατικό του αέρα που αναπνέουμε, αλλά δεν το χρησιμοποιούμε. Σε αυτό το άρθρο εξετάζουμε μερικά από τα πολλά πράγματα για τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί.