10 lépés a zöldebb és hatékonyabb gyártás érdekében

Karboncsökkentés a zöld gyártás érdekében – minden, amit tudnia kell
10 lépés a sűrítettlevegő-előállítás zölddé tételéhez

Minden, amit a pneumatikus szállítás folyamatáról tudnia kell

Fedezze fel, hogyan teheti még hatékonyabbá a pneumatikus szállítás folyamatát.
3D images of blowers in cement plant
Bezárás

A nitrogén-generátor működése

A belélegzett levegő körülbelül 78%-a nitrogén, a nitrogént azonban magasabb tisztasági fokon számos iparág rengeteg különféle alkalmazásában is használják. A nitrogént használó vállalatok számára előnyös lehet a nitrogén házon belüli előállítása

2024. június 6.

Becsült olvasási idő: 5 perc

A nitrogén előállítása házon belül

Egy nitrogénszimbólumot ábrázoló animált kép
A nitrogén az a közvetítőközeg, amely lehetővé teszi, hogy az oxigén fenntartsa az életet bolygónkon. Emellett számos olyan tulajdonsággal is rendelkezik, amelyek ideálissá teszik a legkülönfélébb ipari alkalmazásokban való használathoz, ezért sokkal többre képes „pusztán” az életben tartásunknál. A legfontosabb tulajdonsága, hogy a nitrogén inert gáz, ami azt jelenti, hogy lassan lép reakcióba más anyagokkal. Ezáltal ideális minden olyan alkalmazáshoz, ahol meg kell akadályozni a lassú oxidációt (pl. az elektronikai iparban az áramköri lapok korrózióját) vagy a gyors oxidációt (pl. robbanások vagy tüzek). Ezenkívül szagtalan és színtelen, ami azt jelenti, hogy ideális közeg az élelmiszer- és italgyártásban, például az élelmiszerek szavatossági idejének meghosszabbítására. Ezen tulajdonságok következtében nem meglepő, hogy a nitrogénre számos ágazatban – az autó- és vegyipartól az akvakultúrán át a fröccsöntésig – állandó kereslet mutatkozik.

Nitrogén: a legnagyobb mennyiségben előforduló gáz a világon

Szerencsére a nitrogén bőségesen megtalálható környezetünkben. A belélegzett levegő nagy részét is ez alkotja. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az összes fent említett és az egyéb ipari alkalmazásokban azonnal felhasználható. A nitrogént háromféleképpen lehet előállítani. A vállalatok vagy bérelnek egy helyszíni nitrogéntartályt, vagy nagynyomású palackokban rendelik meg a gázt, vagy saját maguk állítják elő. Sok vállalkozás hamar felismeri, hogy az első két lehetőség, amely egy harmadik félnek számító beszállítóra támaszkodik, kényelmetlen, nem hatékony és költséges. Szerencsére van mód arra, hogy saját maguk állítsák elő a nitrogént, és bármilyen alkalmazáshoz szabályozzák a mennyiségét, a tisztaságát és a nyomását, emellett pedig garantálják, hogy éjjel-nappal végtelen mennyiségű nitrogén álljon a rendelkezésükre.

 

Ennél fogva a nitrogén házon belüli előállítása növeli a termelés rugalmasságát, és mivel nincs szükség beszállítóra, megszűnik a folyamatos rendelésfeldolgozás, az utántöltés és a szállítási költségek, valamint felszabadul a nitrogénpalackok tárolásához szükséges hely.

A nitrogén-generátor működése

A nitrogén-generátorok a következőképpen működnek: a nitrogénmolekulákat elválasztják a sűrített levegőben lévő oxigénmolekuláktól, ami megtisztított nitrogént eredményez. A nitrogén előállítása történhet membrános nitrogén-generátorral vagy kompresszorhoz csatlakoztatott PSA (nyomáslengetéses gázadszorpciós) nitrogén-generátorral. Melyik technológiát érdemes alkalmazni? Nos, ez attól függ, hogy milyen minőségű nitrogénre van szükség. Ha például csak gumiabroncsokat kell felfújni, vagy tüzek megelőzésére/elfojtására kell használni a nitrogént, akkor elegendő a 90–99%-os tisztaságú nitrogén és egy membrános nitrogén-generátor. PSA nitrogén-generátorra van azonban szükség, ha nagyon magas, 99,999%-os vagy 10 PPM (részecske/millió), esetleg még annál is magasabb fokú tisztaságot kell elérni – például az élelmiszeriparban vagy a műanyagöntéshez.

 

Amellett, hogy a vállalatok maguk szabályozhatják, hogy mennyi nitrogént szeretnének előállítani, mekkora nyomáson és milyen tisztasági fokon, a gáz házon belüli előállítása más előnyökkel is jár. Nem függnek többé a piaci áringadozásoktól, megtakarítják a szállítási költségeket, és megelőzik a késedelmeket. Ezenkívül a saját nitrogént előállító vállalkozásoknak nem kell szembenézniük a nagynyomású palackok kezelésével járó biztonsági kockázatokkal, nem keletkezik a kipárolgás veszteségekkel kapcsolatos hulladék, és nem kell visszaszolgáltatniuk a soha nem teljesen kiüríthető nagynyomású palackokat. Idővel a nitrogén-generátor kezdeti beruházása megtérül, mivel az üzemeltetési költségek jelentősen alacsonyabbak maradnak, mintha harmadik féltől szereznék be a nitrogént.

 

Nézze meg ezt a videót, és tudjon meg többet a nitrogénről

Membrántechnológiával működő nitrogén-generátorok

Ez a technológia úgy választja szét a levegőt alkotó gázokat, hogy alacsony költség mellett előállított sűrített levegőt vezet át egyedi üreges szálakból álló féligáteresztő membránokon. Minden egyes szál nagyon kicsi, tökéletesen kör keresztmetszetű, és a közepén keresztül egyenletes furattal rendelkezik. A modul egyik végén sűrített levegőt vezetnek a szálakba, amely a szálak furatain keresztül áramolva érintkezik a membránnal. Az oxigén, a vízgőz és más nyomgázok könnyen áthatolnak a membránszálon és távoznak, a nitrogén azonban a membránban marad, és a kimeneti nyíláson keresztül áramlik. Mivel a vízgőz áthatol a membránon, a nitrogéngázáram nagyon száraz, harmatpontja akár -50 °C (-58 °F) is lehet.

A membrános technológia egyszerű és hatékony, a kompakt, mindent magában foglaló egységek kevés karbantartást igényelnek és nulla működési költséggel járnak. Ideális olyan alkalmazásokhoz, ahol a szükséges nitrogénáram viszonylag alacsony, a megkövetelt tisztasági szint pedig nem haladja meg a 99%-ot. A membrános technológia kezdeti beruházása alacsonyabb, mint a nyomáslengetéses gázadszorpciós (PSA) technológiához hasonló nagy áramlású/nagy tisztaságú változatoké.

Nyomáslengetéses gázadszorpciós (PSA) nitrogén-generátorok

Kép a nitrogén-generátorok alkalmazásáról egy gyárban
Az adszorpció az a folyamat, amelynek során egy anyag (jelen esetben a sűrített levegő) atomjai, ionjai vagy molekulái egy adszorbens felületéhez tapadnak. A PSA típusú generátor elkülöníti a nitrogént, a sűrített levegőáramban lévő többi gáz pedig (oxigén, CO2 és vízgőz) adszorbeálódik, így lényegében tiszta nitrogén marad vissza. A PSA típusú generátor akkor vonja el az oxigént a sűrített levegőáramból, amikor a molekulák egy molekuláris szénszűrőhöz kötődnek. Ez két különálló nyomástartó tartályban (A és B torony) történik, amelyek mindegyike molekuláris szénszűrővel van töltve. A tartályok az elválasztási és a regenerálási folyamat között váltanak.

Tiszta és száraz sűrített levegő lép be az A toronyba. Mivel az oxigénmolekulák kisebbek, mint a nitrogénmolekulák, átjutnak a szita pórusain. A nitrogén-molekulák nem férnek át a pórusokon, ezért megkerülik a szitát, így a kívánt tisztaságú nitrogén keletkezik. Ezt a fázist adszorpciós vagy elválasztási fázisnak nevezzük. Az A toronyban előállított nitrogén nagy része kilép a rendszerből, és közvetlen felhasználásra vagy tárolásra kész.

Ezután a keletkezett nitrogén egy kis részét a B toronyba áramoltatják az ellenkező irányba. Ez az áramlás kiszorítja az oxigént, amelyet a B torony előző adszorpciós fázisában fogtak fel. A B toronyban a nyomás felszabadulásával a molekuláris szénszűrők elveszítik az oxigénmolekulák megtartására való képességüket, amelyek így leválnak a szitákról, és az A toronyból érkező kis nitrogénáramlás elviszi őket. Ez a „tisztítási” folyamat helyet teremt az új oxigénmolekulák számára, amelyek a következő adszorpciós fázisban a szitákhoz kapcsolódnak.

A PSA technológia folyamatos, nagy kapacitású nitrogénáramlást tesz lehetővé igényes alkalmazásokban, akár 99,999%-os tisztasági szinten. A PSA típusú generátorok kezdeti beruházási költsége magasabb, mint a membrános generátoroké, de előnyük a nagyobb áramlás és a nagyobb tisztasági szint, amelyet egyes iparágak és alkalmazások megkövetelnek.

Kérdezzen meg egy levegőrendszer-szakértőt a házon belüli nitrogén-előállítással kapcsolatban.

A nitrogén fontos szerepet játszik a különböző ipari alkalmazásokban. Ez a nitrogén-előállításról szóló e-könyv segít megérteni a helyszíni nitrogén-előállítás növekvő népszerűségét, és azt, hogy ez milyen előnyökkel jár a vállalkozására nézve. 

 

Meg szeretné beszélni a vállalkozása számára kínált lehetőségeket, vagy konkrét kérdései vannak? Kattintson az alábbi gombra, és vegye fel velünk a kapcsolatot.

Kapcsolódó témakörök

Levegő- és gázkezelés Kompresszortechnika NGM⁺ Kompresszorok Nitrogéngenerátor-rendszerek Nitrogén- és oxigéngenerátorok NGM