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Soluciones de vacío

¿Cuáles son las diferentes formas de obtener nitrógeno u oxígeno para su negocio?

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Cuando se necesita un suministro de gas industrial como el nitrógeno y el oxígeno para su negocio, la primera solución que probablemente le viene a la mente es la de conseguir que se lo entreguen en botellas. Sin embargo, hay muchas más opciones que considerar, posiblemente más eficientes. En este artículo hablaremos sobre la obtención de nitrógeno en botellas, pero también en forma líquida y creándolo por sí mismo con un generador de nitrógeno de membrana o PSA.

Obtención de nitrógeno a través de un proveedor externo

Nitrógeno en botellas

Una primera opción es comprar botellas procedentes de un productor de nitrógeno. Este proceso es muy sencillo: se solicita la cantidad de nitrógeno deseada para su aplicación y el proveedor se lo entrega en botellas grandes y pesadas. El N2O2, generado por una planta de nitrógeno criogénico, se convierte en gas y se embotella a una presión muy alta (300 bares). De este modo puede almacenarse una gran cantidad de gas nitrógeno en una botella relativamente pequeña. Sin embargo, para soportar la alta presión, las paredes del recipiente son muy gruesas. Esas botellas se colocan en un contenedor y se transportan a su destino en camiones. Después de usarlas, la empresa de gas recoge las botellas vacías.

Ventajas: Desventajas:
  • Si el consumo de nitrógeno es relativamente bajo, es una solución muy sencilla.

  • Como el nitrógeno está disponible en todo momento, se pueden tener picos de consumo.

  • La instalación es muy sencilla.

     

     

     

  • Puesto que las bombonas están hechas de acero grueso y pesado (y el nitrógeno casi no pesa), la empresa de gas transporta básicamente metal, lo que no es muy respetuoso con el medioambiente.
  • Las botellas nunca se pueden vaciar por completo. Si la presión de trabajo es de 10 bares, solo podrá obtener el nitrógeno cuando la presión en la botella sea mayor de 10 bares. El "resto" del gas permanece en la botella y regresa a la empresa de gas cuando se recogen las botellas "vacías".

  • El precio es relativamente alto debido al esfuerzo que realiza la empresa de gas para hacerle llegar el nitrógeno. Después de generar el gas, tiene que comprimirlo, transportar las pesadas botellas de metal y recogerlas cuando estén vacías.

  • Si no se puede interrumpir el proceso de producción, se necesita un sistema especial de cambio del contenedor de botellas.

  • Preocupaciones de seguridad (manejo de acero pesado, alta presión).

  • Exige una gran dependencia del proveedor de nitrógeno.

  • No es apto para un elevado consumo de gas.

Nitrógeno líquido a granel

Una segunda opción es instalar un depósito de almacenamiento de nitrógeno líquido en sus instalaciones y que una empresa de gas lo rellene periódicamente. Esos depósitos se pueden alquilar (a dicha empresa de gas) o comprar, y se necesita un evaporador para poder utilizar el nitrógeno que contienen. El evaporador transforma el nitrógeno líquido en nitrógeno utilizable en forma gaseosa. Al igual que el nitrógeno en botellas, se transporta hasta su empresa en camiones. Sin embargo, en este caso, el nitrógeno se transporta en un gran camión cisterna aislado térmicamente. Después, el nitrógeno líquido se bombea desde el camión al depósito de almacenamiento aislado. También se puede pedir el nitrógeno líquido en pequeños bidones, llamados recipientes dewar, para consumos reducidos. Al igual que sucede con el nitrógeno embotellado, el nitrógeno líquido se produce en una planta de nitrógeno criogénico.

Ventajas: Desventajas:
  • Como el nitrógeno está disponible en todo momento, se pueden tener picos de consumo.

  • En la mayoría de los casos es más rentable en comparación con el nitrógeno embotellado.

  • Los pequeños ajustes de capacidad son relativamente sencillos si aumentan la producción y las necesidades de nitrógeno (si el evaporador puede gestionarlas sin congelarse).

     

     

     

     

  • El aislamiento del depósito nunca es perfecto. Esto significa que el gas líquido se calienta, se evapora en el depósito propiamente dicho y la presión aumenta hasta que la válvula de seguridad se abre y expulsa parte del gas. Estas pérdidas se denominan pérdidas de evaporación.*

  • Los contratos a largo plazo con la empresa de gas son lo más habitual (normalmente de 5-7 años).

  • Además, el depósito también necesita una base especial (que pueda soportar las temperaturas de frío extremo en caso de fuga) y un evaporador.

  • No es respetuoso con el medioambiente.

  • Preocupaciones de seguridad (el nitrógeno líquido está a -196 °C, hay riesgo de congelación al trabajar con nitrógeno líquido).

  • El evaporador puede congelarse cuando el consumo de nitrógeno sea superior al nominal o cuando haga frío en el exterior.

Producción criogénica in situ

Cuando el consumo de nitrógeno es extremadamente alto, la empresa de gas puede instalar una (pequeña) planta de nitrógeno criogénico en sus instalaciones de producción. Es un generador de nitrógeno del mismo tipo que el utilizado para crear el nitrógeno que se transporta en botellas y camiones cisterna. Puede leer más información acerca de los generadores de nitrógeno criogénico en el artículo siguiente. (Enlace al artículo de criogenización).

Generación de su propio nitrógeno

A diferencia de los anteriores métodos de obtención de nitrógeno, la generación propia no implica el proceso criogénico. Sus temperaturas extremas no se encuentran en los generadores de nitrógeno de membrana ni de adsorción por cambio de presión (PSA). Estos generadores separan el aire en sus componentes de una manera diferente. La tecnología PSA y de membrana son muy distintas, pero ambas necesitan una corriente de aire comprimido para funcionar.

Como estas tecnologías son tan diferentes de la criogenización, la composición del gas resultante será distinta. El gas nitrógeno criogénico tiene un nivel de pureza fijo y muy elevado. La pureza del nitrógeno de los generadores disponibles comercialmente puede ajustarse para que coincida con sus preferencias, pero obtener el mismo nivel de pureza que el nitrógeno generado con la criogenización es sumamente ineficiente. Con estas máquinas, los niveles de pureza más altos requieren más energía, lo que se traduce en mayores costes de funcionamiento. Dicho esto, para la mayoría de las aplicaciones, los niveles de pureza del nitrógeno criogénico son excesivos. Puede leer más acerca de la pureza del nitrógeno aquí.

Ventajas: Desventajas:
  • En muchos casos, generar su propio nitrógeno es la solución con el menor coste total de propiedad.
  • La pureza se puede ajustar según sus necesidades, el coste se reduce con el nivel de pureza del N2O2.

  • No depende de ningún proveedor de gas.

  • El precio del gas es muy estable, al usuario solo se le aplicarán los cambios en el precio de la electricidad al hacer funcionar su instalación.

  • Es una opción más segura (sin bajas temperaturas ni altas presiones).

  • No hay ningún desperdicio (no se devuelve el gas al proveedor ni hay pérdidas de evaporación), el usuario podrá producir lo que necesite.

  • Respetuoso con el medioambiente en comparación con otras opciones.

  • Se tienen que tomar medidas especiales para permitir picos de consumo (por ejemplo, depósito de compensación, depósito de compensación de alta presión, depósito de gas licuado).

  • Un leve aumento en el consumo de gas, por encima de la capacidad nominal de la instalación, tendrá un impacto mucho mayor en comparación con el nitrógeno líquido o embotellado.

  • Si los distintos componentes de la instalación provienen de diferentes proveedores, se pueden complicar las comunicaciones y el servicio.

 

 

 

 

 

Eche un vistazo a los generadores de membrana y PSA

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