Generowanie azotu przy użyciu technologii membranowej

Membranowe generatory azotu działają na bardzo prostej zasadzie. Główną częścią generatora membranowego jest moduł membranowy (+- 10 cm średnicy) wypełniony małymi, pustymi włóknami polimerowymi. Najpierw suche sprężone powietrze wpływa do wnętrza, a powietrze częściowo przenika przez włókna ze względu na ich strukturę. Proces ten nazywamy permeacją. Podczas permeacji woda, tlen i część argonu przenikają przez membrany włókien. Ostatecznie pozostaje tylko azot. Jest to możliwe dzięki temu, że dla poszczególnych rodzajów cząsteczek proces przebiega z różną szybkością. Cząsteczki H2O przenikają przez włókna bardzo szybko, a tlenu — nieco wolniej. W przypadku argonu i azotu proces przebiega dosyć powoli, co oznacza, że pozostaną one we włóknach przez długi czas po zniknięciu cząsteczek H2O i tlenu (część argonu również przez nie przeniknie, ale całkowite usunięcie go ze strumienia powietrza byłoby nieefektywne). Ze względu na proces permeacji przez ścianki włókien wewnątrz obudowy membranowej mogłoby wystąpić nadciśnienie. Włókna zapchałyby się, a wydajność procesu uległaby znacznemu obniżeniu. Aby temu zapobiec, w obudowie znajduje się otwór — odpowietrznik przepływowy — przez który wydostają się gazy „spalinowe” (w tym H2O, tlen i argon).

Jest to bardzo ważne, aby powietrze wlotowe było czyste i suche, zanim dostanie się do błony. Jeśli tak nie jest, płytkie włókna szybko się zapychają. Aby temu zapobiec, należy zainstalować prawidłową obróbkę powietrza doprowadzanego. W niektórych przypadkach potrzebne filtry i osuszacze będą już wbudowane w sam generator. Oznaczałoby to, że w niektórych przypadkach nie należy instalować żadnych dodatkowych filtrów pomiędzy sprężarką a generatorami. Włókna membranowe mogą bez większych problemów obsługiwać parę wodną. Jest jednak bardzo ważne, aby powietrze nie zawierało wody płynnej, ponieważ będzie to miało szkodliwy wpływ na membranę. Z tego względu, aby przed generatorem, np. osuszaczem czynnika chłodniczego, był zamontowany dobry roztwór do oddzielania wody. Dbanie o powietrze wlotowe generatora chroni membranę i zapewnia długą żywotność. Przyjrzyj się typowej instalacji poniżej.

Ponieważ w generatorach PSA współczynnik powietrza jest zazwyczaj niższy, co prowadzi do obniżenia kosztów operacyjnych, można sądzić, że wybór pomiędzy tymi dwoma urządzeniami jest łatwym wyborem. Jednak istnieją pewne znaczące zalety korzystania z generatora membranowego. Pierwsza z nich to prostsza zasada działania generatory membranowe, która wpływa na koszty konserwacji i powoduje mniejsze rozmiary instalacji. Działają one również szybciej i są dużo cichsze niż generatory PSA, które zazwyczaj muszą poradzić sobie z hałasem przedmuchiwania pod koniec każdego cyklu. Ta ostatnia zaleta sprawia, że membranowy generator azotu bardziej nadaje się do miejsc, w których pracuje wiele osób. Przy wyborze właściwego typu generatora, należy przyjrzeć się jego zastosowaniu, a następnie, biorąc pod uwagę całkowity pakiet (DIS)zalety, dokonać wyboru.