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Quais são as diferentes maneiras de obter nitrogênio ou oxigênio para sua empresa?

Compressed Air Wiki Nitrogen Industrial Gases

Ao precisar de um fornecimento de gás industrial como nitrogênio e oxigênio para sua empresa, a primeira solução que vem à mente é provavelmente obtê-las em cilindros. No entanto, existem muitas outras opções, possivelmente mais eficientes, a serem consideradas. Neste artigo vamos falar sobre como obter nitrogênio em cilindros, mas também na forma líquida e gerando o seu próprio com um gerador de nitrogênio de PSA ou de membrana.

Obter nitrogênio através de um fornecedor terceirizado

Nitrogênio em cilindros

Uma primeira opção é comprar cilindros de nitrogênio de um produtor de nitrogênio. Esse processo é muito simples: você pede a quantidade de nitrogênio pretendida para a sua aplicação e o fornecedor a entrega em cilindros grandes e pesados. O N2O2, gerado por uma planta de nitrogênio criogênico, é convertido em gás e engarrafado sob alta pressão (300 bar). Isso significa que muito gás nitrogênio pode ser armazenado em um cilindro relativamente pequeno. No entanto, para suportar a alta pressão, as paredes do receptor são muito espessas. Esses cilindros são colocados em um rack e transportados até o destino em caminhões. Após o uso, os cilindros vazios são coletados pela companhia de gás.

Vantagens: Desvantagens:
  • Se o consumo de nitrogênio for relativamente baixo, é uma solução muito fácil.

  • Como o nitrogênio que você tem está prontamente disponível, fluxos de pico são permitidos.

  • A instalação é muito simples.

     

     

     

  • Como os cilindros são feitos de aço espesso e pesado (e o nitrogênio quase não tem peso algum), a companhia de gás basicamente transporta ferro, o que é muito hostil ao meio ambiente.
  • Não é possível esvaziar completamente os cilindros. Se a pressão de trabalho for de 10 bar, só será possível retirar o nitrogênio quando a pressão no cilindro for superior a 10 bar. O gás “restante” permanecerá no cilindro e retornará à companhia de gás ao serem recolhidas “vazias”.

  • O preço é relativamente alto ao esforço que a companhia de gás tem para obter o nitrogênio para você. Depois de gerar o gás, eles o comprimem, transportam os pesados cilindros de ferro até você e os recolhem quando vazios.

  • É preciso ter um sistema especial de troca de racks de cilindros caso a interrupção do processo de produção não seja permitida.

  • Preocupações de segurança (manuseio de aço pesado, alta pressão)

  • Você é muito dependente do fornecedor de nitrogênio.

  • Não é adequado para alto consumo de gás

Grande quantidade de nitrogênio líquido

Uma segunda opção é instalar um tanque de armazenamento de nitrogênio líquido no seu site e enchê-lo periodicamente por meio de uma companhia de gás. Esses tanques podem ser alugados (da companhia de gás) ou comprados, e um evaporador é necessário para que seja possível utilizar o nitrogênio nele contido. O evaporador transforma o nitrogênio líquido em nitrogênio utilizável na forma gasosa. Assim como o nitrogênio em cilindros, ele é transportado pela companhia em caminhões. No entanto, neste caso, o nitrogênio é transportado em um grande caminhão-tanque com isolamento térmico. O nitrogênio líquido é então bombeado do caminhão para o seu tanque de armazenamento isolado. Também é possível pedir nitrogênio líquido em recipientes menores para consumos menores, esses pequenos tanques são conhecidos como botijão de nitrogênio ou frasco de dewar de armazenamento.

Vantagens: Desvantagens:
  • Como o nitrogênio que você tem está prontamente disponível, fluxos de pico são permitidos.

  • É, na maioria dos casos, mais econômico do que o nitrogênio em cilindros.

  • Pequenos ajustes de capacidade são relativamente fáceis, caso suas necessidades de produção e nitrogênio aumentem (se o evaporador puder lidar com ele sem congelamento)

     

     

     

     

  • O isolamento do tanque nunca é perfeito. Isso significa que o gás líquido irá aquecer e evaporar no próprio tanque e a pressão aumentará até a válvula de segurança abrir e liberar parte do gás. Essas perdas são chamadas de perdas por evaporação.*

  • Contratos de longo prazo com a companhia de gás são uma prática comum (geralmente de 5 a 7 anos).

  • Além do tanque, você também precisará de uma fundação especial (capaz de resistir temperaturas extremamente baixas em caso de vazamento) e um evaporador.

  • Não é ecologicamente correto.

  • Preocupações de segurança (o nitrogênio líquido possui uma temperatura de -196 °C, há um risco de ulceração pelo frio ao trabalhar com nitrogênio líquido)

  • O evaporador pode congelar quando o consumo de nitrogênio for maior do que a quantidade nominal ou quando estiver frio fora.

Produção de nitrogênio criogênico no local

Quando o consumo de nitrogênio for extremamente alto, uma companhia de gás pode instalar uma (pequena) planta de nitrogênio criogênico no seu local de produção. É o mesmo tipo de gerador de nitrogênio utilizado para criar o nitrogênio transportado em cilindros e caminhões-tanque. Você pode ler mais sobre os geradores de nitrogênio criogênico no artigo abaixo. (link para o artigo sobre nitrogênio criogênico)

Gerar o seu próprio nitrogênio

Diferente dos métodos anteriores de obtenção de nitrogênio, gerar o seu próprio nitrogênio não envolve o processo criogênico. Suas temperaturas extremas não são encontradas em geradores de nitrogênio de membrana ou de Adsorção por Oscilação de Pressão (PSA). Esses geradores precisam separar o ar em seus componentes de uma maneira diferente. PSA e membrana são duas tecnologias muito diferentes; no entanto, ambas precisam de um fluxo de ar comprimido para funcionar.

Como essas tecnologias são muito diferentes da criogenia, a composição do gás resultante será diferente. O gás de nitrogênio criogênico tem um nível de pureza fixo e muito elevado. A pureza do nitrogênio dos geradores comercialmente disponíveis pode ser ajustada para corresponder às suas preferências, mas obter o mesmo nível de pureza do nitrogênio gerado por criogenia é extremamente ineficiente. Com essas máquinas, níveis de pureza mais elevados exigem mais energia, resultando em custos operacionais mais altos. Dito isto, para a maioria das aplicações, os níveis de pureza do nitrogênio criogênico são exagerados. Você pode ler mais sobre pureza do nitrogênio aqui.

Vantagens: Desvantagens:
  • Em muitos casos, gerar o seu próprio nitrogênio é a solução com o menor custo total de propriedade.
  • A pureza pode ser definida de acordo com as suas necessidades; o custo diminui proporcionalmente à pureza do N2O2.

  • Você é independente de qualquer fornecedor de gás.

  • O preço do gás é muito estável, você só estará suscetível a mudanças no preço da eletricidade para funcionar sua instalação.

  • É uma opção segura (sem baixas temperaturas ou altas pressões).

  • Não há desperdício (não há devolução de gás ao fornecedor, não há perdas por evaporação), você produz o que precisa.

  • Ecológico em comparação com outras opções.

  • Medidas especiais devem ser tomadas para permitir fluxos de pico (por exemplo, reservatório de compensação, reservatório de compensação de alta pressão, compensação de gás líquido).

  • Um ligeiro aumento no consumo de gás, acima da capacidade nominal da instalação, terá um impacto maior comparado ao nitrogênio líquido ou em cilindros.

  • Se os diferentes componentes da instalação vierem de fornecedores diferentes, a comunicação e a manutenção poderão ficar mais difíceis.

 

 

 

 

 

Veja mais de perto os geradores de PSA e membrana

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