Generación de nitrógeno utilizando tecnología de membrana

Industrial Gases Compressed Air Wiki Nitrogen

Producir su propio nitrógeno significa tener el control total de su suministro de N2. Si su empresa necesita nitrógeno de manera constante, esta podría ser una opción viable. Además de instalar una gran planta de separación de aire criogénica, tiene dos maneras de generar nitrógeno usted mismo: utilizando generadores de membrana y generadores PSA. En este artículo trataremos el funcionamiento, las ventajas y las desventajas de los generadores de nitrógeno de membrana.

¿Cómo funciona la tecnología de membrana?

Los generadores de nitrógeno de membrana se basan en un sencillo principio de funcionamiento. La parte principal de un generador de membrana es el módulo de membrana (+- 10 cm de diámetro), lleno de pequeñas fibras huecas de polímero. En primer lugar, entra el aire comprimido limpio y seco y, debido a la estructura de estas fibras del aire, fluirá hacia el exterior de la fibra. Este proceso se denomina "permeación". Durante este proceso, el agua, el oxígeno y parte del argón salen a través de los lados de la membrana de las fibras. Al final, solo quedará el nitrógeno.

Esto es posible debido a que diferentes moléculas penetran a diferentes velocidades. El H2O penetrará muy rápidamente; el oxígeno tarda un poco más. El argón y el nitrógeno penetran más lentamente, lo que significa que permanecerán en las fibras mucho después de que el H2O y el oxígeno hayan desaparecido (parte del argón también penetrará, aunque sería ineficiente eliminarlo por completo de la corriente de aire). Obtenga más información acerca de la pureza del nitrógeno aquí.

Debido a la penetración a través de la pared de la fibra, se produciría una sobrepresión en el interior de la carcasa de la membrana. Las fibras se obstruirían y la eficacia de la penetración sería significativamente inferior. Para evitar que suceda esto, hay una abertura en la carcasa, la salida de permeado, por donde estos gases de "escape" (incluidos el H2O, el oxígeno y el argón) se pueden liberar.

Pureza del nitrógeno y requisitos para el aire de admisión

Es muy importante que el aire de admisión esté limpio y seco antes de que entre en la membrana. Si este no es el caso, las fibras superficiales se obstruirán rápidamente. Para evitar que esto ocurra, se debe instalar un sistema de tratamiento del aire correcto para el aire de alimentación. En algunos casos, los filtros y secadores necesarios ya estarán integrados en el propio generador. Esto significa que, en algunos casos, no se deben instalar filtros adicionales entre el compresor y el generador.

Las fibras de la membrana puede manejar el vapor de agua sin muchos problemas. Sin embargo, es muy importante que el aire no contenga agua líquida, ya que tendría un impacto perjudicial sobre la membrana. Por lo tanto, es necesario que haya una buena solución de separación aguas arriba del generador, como un secador frigorífico. Cuidar el aire de entrada del generador protegerá la membrana y asegurará una larga vida útil. Consulte los detalles de una instalación típica a continuación.

Elección entre una generador de membrana y PSA

Dado que el factor de aire por lo general es menor en generadores PSA, lo que se traduce en menores costes de funcionamiento, podría pensar que la elección entre los dos es una opción fácil. No obstante, hay notables ventajas al utilizar un generador de membrana. La primera es el principio de funcionamiento más simple de los generadores de membrana. Esto afecta a los costes de mantenimiento y requiere un menor espacio de la instalación. También arrancan con más rapidez y son mucho más silenciosos que los generadores PSA, que normalmente tienen que hacer frente a los ruidos de venteo al final de cada ciclo. Esta última ventaja hace que un generador de nitrógeno de membrana sea más adecuado para lugares en los que trabajan muchas personas. Al seleccionar el tipo correcto de generador, es aconsejable mirar la aplicación para la que se utilizará y, teniendo en cuenta el paquete total de ventajas y desventajas, tomar una decisión.

 

MEMBRANA

PSA

PUREZA QUE PUEDE ALCANZARSE

EFICIENCIA HASTA EL 99,9%

EFICIENCIA HASTA EL 99,999 %

EFICIENCIA

ALTA

MAYOR

RENDIMIENTO FRENTE A TEMP.

MAYOR A ALTA TEMP.*

MENOR A ALTA TEMP.

COMPLEJIDAD DE LOS SISTEMAS

BAJA

MEDIA

INTENSIDAD DEL SERVICIO

MUY BAJA

BAJA

ESTABILIDAD DE PRESIÓN

ESTABLE

FLUCTUACIÓN DE ENTRADA/SALIDA

ESTABILIDAD DE FLUJO

ESTABLE

FLUCTUACIÓN DE ENTRADA/SALIDA

VELOCIDAD DE PUESTA EN MARCHA

SEGUNDOS

MINUTOS/HORAS**

SENSIBILIDAD DEL AGUA (VAPOR)

SIN AGUA LÍQUIDA

PRP MÁX. 8 °C (generalmente)

SENSIBILIDAD AL ACEITE

NO PERMITIDO (< 0,01 mg/m³)

NO PERMITIDO (< 0,01 mg/m³)

NIVEL SONORO

MUY BAJA

ALTO (picos de venteo)

PESO

BAJA

MEDIA

Artículos relacionados