10 trinn til en grønn og mer effektiv produksjon

Karbonreduksjon for grønn produksjon – alt du trenger å vite
10 trinn til grønn trykkluftproduksjon

Alt du trenger å vite om din pneumatiske transportprosess

Oppdag hvordan du kan skape en mer effektiv pneumatisk transportprosess.
3D images of blowers in cement plant
Lukk

Generering av nitrogen med PSA-teknologi (Pressure Swing Adsorption)

Gassgenerering Membranbasert nitrogengenerator Technologies Trykkluft-wiki Nitrogen Trykksvingadsorpsjon PSA nitrogen Grunnleggende teori

Å kunne lage ditt eget nitrogen betyr å ha full kontroll over N2-forsyningen. Dette kan være til nytte for mange bedrifter som trenger nitrogen daglig. Hva betyr dette for din bedrift? Når nitrogen genereres internt, trenger du ikke å stole på tredjeparter for forsyningen, noe som eliminerer behovet for prosessering, påfylling og leveringskostnader. En måte å generere nitrogen på er gjennom trykksvingningsadsorpsjon. 

Hvordan fungerer Pressure Swing Adsorption (PSA)?

Når du produserer ditt eget nitrogen, er det viktig å vite og forstå hvilket renhetsnivå du ønsker å oppnå. Noen bruksområder krever lave renhetsnivåer (mellom 90 og 99 %), som dekkfylling og brannforebygging, mens andre, som bruksområder i næringsmiddelindustrien eller plaststøping, krever høye nivåer (fra 97 til 99,999 %). I disse tilfellene er PSA-teknologien den ideelle og enkleste måten å gå på. I bunn og grunn fungerer en nitrogengenerator ved å skille nitrogenmolekyler fra oksygenmolekylene i trykkluften. Trykksvingadsorpsjon gjør dette ved å fange opp oksygen fra trykkluftstrømmen ved hjelp av adsorpsjon. Adsorpsjon skjer når molekyler binder seg til et adsorbent, i dette tilfellet fester oksygenmolekylene seg til en karbonmolekylsil (CMS). Dette skjer i to separate trykkbeholdere, hver fylt med en CMS, som veksler mellom separasjonsprosessen og regenereringsprosessen. La oss foreløpig kalle dem tårn A og tårn B. For startere kommer ren og tørr trykkluft inn i tårn A, og siden oksygenmolekyler er mindre enn nitrogenmolekyler, vil de komme inn i porene i karbonsilen. Nitrogenmolekyler kan derimot ikke passe inn i porene, så de vil omgå karbonmolekylsilen. Som et resultat ender du opp med nitrogen av ønsket renhet. Denne fasen kalles adsorpsjons- eller separasjonsfasen. Men det stopper ikke der. Det meste av nitrogenet som produseres i tårn A forlater systemet (klart for direkte bruk eller lagring), mens en liten del av det genererte nitrogenet strømmer inn i tårn B i motsatt retning (fra topp til bunn). 

Denne strømningen er nødvendig for å skyve ut oksygenet som ble fanget opp i den forrige adsorpsjonsfasen i tårn B. Ved å slippe ut trykket i tårn B, mister karbonmolekylsilene evnen til å holde på oksygenmolekylene. De vil løsne fra silene og bli ført bort gjennom avtrekket av den lille nitrogenstrømmen som kommer fra tårn A. Ved å gjøre dette gjør systemet plass til at nye oksygenmolekyler kan feste seg til silene i en neste adsorpsjonsfase. Vi kaller denne prosessen for «rengjøring» en oksygenmettet tårnregenerering.

Hva er trykksvingningsadsorpsjonsgassgenerering

PSA står for Pressure Swing Adsorption. Det er en teknologi som kan brukes til å generere nitrogen eller oksygen til profesjonelle formål.

Graf som viser nitrogengenereringsprosessen. Først er tank A i adsorpsjonsfasen mens tank B regenererer. I det andre trinnet utligner begge beholderne trykket, og deretter begynner tank A å regenerere mens tank B genererer nitrogen.

Først er tank A i adsorpsjonsfasen mens tank B regenererer. I det andre trinnet utligner begge beholderne trykket for å forberede omkoblingen. Etter omkoblingen begynner tank A å regenerere mens tank B genererer nitrogen.

På dette tidspunktet vil trykket i begge tårnene utlignes, og de vil endre faser fra adsorbering til regenerering og omvendt. CMS i tårn A vil bli mettet, mens tårn B, på grunn av trykkavlastningen, vil kunne starte adsorpsjonsprosessen på nytt. Denne prosessen kalles også «svingning av trykk» , noe som betyr at den gjør at visse gasser kan fanges opp ved høyere trykk og slippes ut ved lavere trykk. PSA-systemet med to tårn muliggjør kontinuerlig nitrogenproduksjon ved ønsket renhetsnivå.

Nitrogenrenhet og krav til inntaksluften

Det er viktig å forstå hvilket renhetsnivå som kreves for hvert bruksområde for å kunne generere ditt eget nitrogen. Likevel er det noen generelle krav til inntaksluften. Trykkluften må være ren og tørr før den går inn i nitrogengeneratoren, da dette påvirker nitrogenkvaliteten positivt og også hindrer at CMS blir skadet av fuktighet. Dessuten bør innløpstemperaturen og trykket kontrolleres mellom 10 og 25 grader C, samtidig som trykket holdes mellom 4 og 13 bar. For å behandle luften riktig bør det være en tørker mellom kompressoren og generatoren. Hvis inntaksluften genereres av en oljesmurt kompressor, bør du også installere et oljekoalescens- og kullfilter for å fjerne eventuelle urenheter før trykkluften når nitrogengeneratoren. Trykk-, temperatur- og trykkduggpunktsensorer er installert i de fleste generatorer som en feilsikring, og forhindrer at forurenset luft kommer inn i PSA-systemet og skader komponentene.

En typisk installasjon: Luftkompressor, tørker, filtre, luftmottaker, nitrogengenerator, nitrogenmottaker. Nitrogenet kan forbrukes direkte fra generatoren eller gjennom en ekstra buffertank (ikke vist).

Et annet viktig aspekt ved generering av PSA-nitrogen er luftfaktoren. Det er en av de viktigste parameterne i et nitrogengeneratorsystem, siden det definerer trykkluften som kreves for å oppnå en viss nitrogenstrøm. Luftfaktoren indikerer dermed generatorens effektivitet, noe som betyr at en lavere luftfaktor indikerer høyere effektivitet og naturligvis lavere totale driftskostnader.

Velge mellom PSA og membrangenerator

 

PSA

MEMBRAN

OPPNÅELIG RENHET

EFFEKTIV OPPTIL 99,999 %

EFFEKTIV OPPTIL 99,9 %

EFFEKTIVE

ØKT

HØY

YTELSE VS. TEMPERATUR

LAVERE VED HØY TEMP.

HØYERE VED HØY TEMP.

SYSTEMKOMPLEKSE

MEDIUM

LAV

SERVICEINTENSITET

LAV

SVÆRT LAVT

TRYKKSTABILITET

FLUKTUERENDE INN/UTLØP

STABIL

STRØMNINGSSTABILITET

FLUKTUERENDE INN/UTLØP

STABIL

STARTHASTIGHET

MINUTTER/TIMER

SEKUNDER

FØLSOMHET OVERFOR VANN (DAMP)

PDP MAX 8°C

IKKE FLYTENDE VANN

OLJEFØLSOMHET

IKKE TILLATT (< 0,01 mg/m³)

IKKE TILLATT (< 0,01 mg/m³)

Støynivåer

HØY (utblåsingstopper)

SVÆRT LAVT

VEKT

MEDIUM

LAV

Relaterte artikler

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

Nitrogen: Hva er det, og hvor brukes det?

21 april, 2022

Nitrogen er rundt oss. Det er den største komponenten i luften vi puster inn, men vi bruker den ikke. I denne artikkelen tar vi en titt på noen av de mange tingene den kan brukes til.