Dušik: što je i gdje se upotrebljava?
21 travnja, 2022
Dušik je svuda oko nas. To je najveća komponenta zraka koji udišemo, ali ga ne koristimo. U ovom članku pogledat ćemo neke od mnogih stvari za koje se može koristiti.
Odabir odgovarajućeg dovoda dušika za vaše poslovanje
Prilikom opskrbe dušikom uobičajeno je odabrati isporuku industrijskih plinskih boca. Međutim, postoje učinkovitije alternative, uglavnom proizvodnja na licu mjesta s PSA ili membranskim generatorom. Ovaj članak obuhvaća različite opcije, ističući prednosti svake od njih.
Tradicionalni načini isporuke: jesu li pouzdani?
U današnjem industrijskom okruženju ključna je sigurna i dosljedna opskrba dušikom. S obzirom na to da je globalna logistika pod naprezanjem, čak i manji prekid isporuke može dovesti do zastoja u proizvodnji. Istodobno rastu cijene dušika, a potražnja nastavlja rasti u sektorima kao što su pakiranje hrane, proizvodnja metala, kemikalije i elektronika.
Propisi o čistoći plina i sigurnosti na radnom mjestu također postaju sve stroži. Mnogi proizvođači sada rade s modelima proizvodnje „just-in-time” u kojima kašnjenja ili nedosljednosti u opskrbi plinom mogu izravno utjecati na kvalitetu proizvoda, sigurnost i rokove isporuke.
Stoga osiguranje dostupnosti i pouzdanosti vaše opskrbe dušikom nije samo o praktičnosti. To je ključni čimbenik u održavanju neometanog rada vaših operacija, kontroli vaših troškova i dosljednosti vaših rezultata.
Što prijeti vašoj opskrbi plinom?
Čak i najorganiziranije operacije suočavaju se s rizicima kada njihova opskrba plinom ovisi o vanjskim izvorima. Evo najčešćih prijetnji:
Logistička kašnjenja: blokad ecesta, vremenski uvjeti ili problemi u prijevozu mogu lako ometati rasporede isporuka.
Nestašice boca: opskrba bocama ovisi o raspoloživosti dobavljača. Iznenadna nestašica ili propuštena isporuka mogu ugroziti vašu proizvodnju.
Raspoređivanje isporuke rasutog dušika: koordinacija isporuke tekućeg dušika zahtijeva precizno vrijeme. Bilo kakva kašnjenja ili pogreške u komunikaciji mogu dovesti do zastoja ili hitnih naloga.
Gubitci pri skladištenju: tekući dušik pohranjen na lokaciji postupno isparava tijekom vremena. Ti gubici smanjuju efektivnu količinu dostupnu za upotrebu i često zahtijevaju češće nadopunjavanje.
Sigurnosni rizici pri rukovanju i transportu: pomicanje i skladištenje visokotlačnih boca ili kriogenih spremnika podrazumijeva fizičke rizike i regulatorne odgovornosti koje mogu povećati složenost vaših operacija.
Načini opskrbe trećih strana: koliko su pouzdani?
Dušik u bocama
Prvi spomenuti izbor je kupnja boca s dušikom iz vanjskog proizvodnog pogona. Postupak je vrlo jednostavan. Naručujete željenu količinu dušika za svoju primjenu, a dobavljač ga isporučuje u velikim teškim bocama.
N₂O₂, koji nastaje u postrojenju za kriogeni dušik, pretvara se u plin i boca se pod vrlo visokim tlakom (300 bara). Zbog toga se velika količina plina dušika pohranjuje u relativno maloj boci. Međutim, kako bi izdržali visoki tlak, spremnici su prilično glomazni, što dodaje težinu.
Nakon upotrebe te se boce stavljaju na stalak, gdje se spremaju za preuzimanje, što zahtijeva dodatno skladištenje.
Prednosti:
⸰ Jednostavno rješenje za postrojenja s niskom potrošnjom dušika.
⸰ Pruža lako dostupan dušik za vršne protoke.
⸰ Jednostavna ugradnja.
Nedostatak:
- Zbog veličine i težine boca transport nije ekološki prihvatljiv.
- Radni tlak mora biti veći od tlaka boce. U suprotnom se gubi dušik.
- Relativno visoka cijena zbog troškova proizvodnje i otpreme.
- Potreban je poseban sustav za prebacivanje stalka za boce kako bi se izbjegli prekidi tijeka rada.
- Sigurnosni problemi (rukovanje teškim čelikom, visoki tlak).
- Ovisi o dobavljačima dušika.
- Nije prikladno za visoku potrošnju plina.
Opskrba tekućim dušikom
Druga mogućnost koja uključuje treću stranu jest ugradnja spremnika za pohranu tekućeg dušika koji povremeno puni plinska tvrtka. Ti se spremnici mogu unajmiti od dobavljača ili kupiti. Osim toga, za upotrebu plinskog dušika potreban je isparivač.
Isparivač pretvara tekući dušik u plinski dušik. Za opskrbu tekućim dušikom potreban je prijevoz kao i za boce s dušikom, ali u ovom slučaju se isporučuje toplinski izoliranim cisternama. Tekući dušik zatim se pumpa iz kamiona u izolirani spremnik za pohranu.
Također je moguće naručiti tekući dušik u manjim limenkama za situacije s niskom potrošnjom. Ti se mali spremnici nazivaju Dewarovi. Također, baš kao i dušik u bocama, tekući dušik proizvodi postrojenje za kriogeni dušik.
Prednosti:
⸰ Pruža lako dostupan dušik za vršne protoke.
⸰ Općenito je isplativije od dušika u bocama.
⸰ Prilagodbe kapaciteta lako se mogu prilagoditi promjenjivim potrebama za dušikom.
Nedostatak:
- Izolacija spremnika nije savršena. Ukapljeni plin može se zagrijati i ispariti, što se naziva gubitkom pri isparavanju.*
- Uobičajeni su dugoročni ugovori s plinskim tvrtkama (obično 5-7 godina).
- Potrebno je dodatno postavljanje, uključujući poseban temelj i isparivač.
- Nije ekološki prihvatljivo.
- Sigurnosni problemi (tekući dušik je -196 °C, postoji opasnost od smrzavanja pri radu s tekućim dušikom).
- Isparivač se može smrznuti kada je potrošnja dušika veća od nazivne ili kada je vani hladno.
*Gubitci pri kuhanju su otpad. Kad god koristite manje dušika od kapaciteta spremnika, tlak se povećava, što uzrokuje gubitke uslijed isparavanja. Ako se plin uopće ne potroši, taj otpad iznosi 1 % preostalog volumena spremnika po danu. Kako biste spriječili te gubitke, potrebno je redovito puniti spremnik (obično jednom tjedno).
Proizvodnja dušika na lokaciji
Za pouzdanu i kontinuiranu opskrbu dušikom, proizvodnja dušika na lokaciji naširoko se smatra najpouzdanijom opcijom. Tehnologije kao što su adsorpcija oscilacija tlaka (PSA) i membranski generatori omogućuju učinkovitu, neprekidnu proizvodnju dušika prilagođenu vašim potrebama.
Membranski ili PSA generator za dušik
Za razliku od prethodnih metoda kupnje i primanja dušika, proizvodnja vlastitog dušika ne uključuje kriogeni proces. Kao rezultat toga, generatori dušika smembranom ili adsorpcijskim generatorima s promjenjivim tlakom (PSA) ne zahtijevaju ekstremne temperature. Ove vrste opreme razdvajaju zrak u svoje komponente na druge načine.
Iako su PSA i membrana dvije vrlo različite tehnologije, obje zahtijevaju protok komprimiranog zraka za rad. Također, budući da ova dva generatora ne upotrebljavaju krio, rezultirajući sastav plina nije isti.
Kriogeni dušik ima fiksnu, visoku razinu čistoće. Čistoća dušika komercijalno dostupnih generatora može se prilagoditi vašim željama. Važno je napomenuti da je postizanje iste razine čistoće kao i kriogenerirani dušik neučinkovito s PSA i membranskim generatorima.
S ovim strojevima veća čistoća zahtijeva veću snagu, što rezultira povećanim operativnim troškovima. Međutim, razine čistoće PSA i membranskog generatora dovoljne su za većinu primjena. Korisnici mogu smanjiti svoje troškove po jedinici dušika proizvodnjom odgovarajuće čistoće za svoju primjenu umjesto najviše. Više o čistoći dušika možete pročitati ovdje.
Prednosti generiranje dušika na licu mjesta:
⸰ Dosljednost i kontrola: proizvodnja na lokaciji omogućuje dosljedne razine čistoće prilagođene specifičnim primjenama.
⸰ Neovisnost o opskrbi: smanjuje se oslanjanje na vanjske dobavljače, čime se svode na najmanju moguću mjeru moguća kašnjenja ili nedosljednosti u opskrbi.
⸰ Operativna učinkovitost: proizvodi samo potrebnu količinu plina, čime se smanjuju ukupni operativni troškovi
⸰ Fleksibilnost: prilagodljiva rješenja od 95 - 99,5 % čistoće s membranskim generatorima do 99,9995 % s PSA sustavima
Nedostatak:
- Posebne mjere potrebne za vršne protoke (npr. međuspremnik, visokotlačni međuspremnik, međuspremnik ukapljenog plina).
- Manje se prilagođava promjenjivim potrebama za dušikom nego isporuka u tekućini ili boci.
- Potrebno je dodatno održavanje.
Usporedba pouzdanih metoda opskrbe dušikom
|
Membranski generator |
PSA generator |
Postignuta čistoća |
DO 99,9 % |
DO 99,999% |
Učinkovitost |
VISOKA |
VEĆA |
Izvedba u odnosu na temperaturu |
VIŠE PRI VISOKOJ TEMP.* |
NIŽE PRI VISOKOJ TEMP. |
Dimenzije sustava |
MALI |
SREDNJI |
Početna brzina |
SEKUNDE |
MINUTE |
Osjetljivost na vodu (paru) |
NEMA TEKUĆE VODE |
SUHI ZRAK |
| Osjetljivost na ulje | NIJE DOPUŠTENO (< 0,01 mg/m³) |
NIJE DOPUŠTENO (< 0,01 mg/m³) |
Razina buke |
VRLO NISKA |
SREDNJA S VRŠNIM ISPUHIVANJEM |
Postanite naš partner za potrebe generatora dušika.
Određivanje odgovarajuće veličine i kapaciteta za generatori dušika uključuje temeljitu procjenu različitih čimbenika. Prije donošenja odluke provedite detaljnu analizu ili se posavjetujte s našim stručnjacima.
Razumijemo da ovaj proces može biti izazovan i tu smo da vam pomognemo. Naš stručnjak može vam pomoći pronaći najbolje rješenje za vaše najsloženije industrijske izazove. Računajte na nas da ćemo odgovoriti na sva vaša pitanja o dimenzioniranju, instalaciji ili kontinuiranoj podršci.
Adsorpcijski generatori s oscilacijom tlaka
Adsorpcijski generatori s oscilacijom tlaka
Saznajte više o proizvodnji dušika pomoću tehnologije PSA.
Saznajte više o proizvodnji dušika pomoću tehnologije PSA.
Membranski generatori
Membranski generatori
Saznajte više o proizvodnji dušika pomoću membranskih generatora.
Saznajte više o proizvodnji dušika pomoću membranskih generatora.
Povezani članci
Learn more about Pressure Swing Adsorption
25 travnja, 2022
Pressure Swing Adsorption is a technology within nitrogen generators that can provide nitrogen with very high purity levels. Learn more here.
How nitrogen or oxygen purity affect their cost
10 listopada, 2025
The vast majority of professional nitrogen and oxygen applications do not require gas with an extreme purity, which makes this an area in which businesses can realize substantial savings. Because tailoring gas purity to your needs is always the optimal and most-efficient solution.