Как работает генератор азота

Функция генератора азота: основная функция генератора азота заключается в обеспечении непрерывной, надежной подачи азота по требованию в соответствии с требуемым уровнем чистоты. Это важно для отраслей, где необходимо контролировать или предотвращать окисление, например:

• Производство электроники: предотвращение коррозии печатных плат.
• Пищевая промышленность: продление срока годности за счет снижения воздействия кислорода.
• Автомобиль и накачивание шин: повышение устойчивости и безопасности.
• Химическая обработка: создание инертной атмосферы для предотвращения нежелательных реакций.

Благодаря собственному производству азота предприятия получают большую независимость и гибкость, избегая регулярных поставок и обращения с газовыми баллонами высокого давления.

Генератор азота разделяет молекулы азота от кислорода и других газов в сжатом воздухе, образуя контролируемый поток азота. Этот процесс называется производством азота и может быть достигнут с помощью различных методов производства азота.

Чтобы получить азот из воздуха, генератор сначала принимает поток чистого, сухого сжатого воздуха. Внутри установки технология разделения изолирует молекулы азота, удаляя кислород, углекислый газ и водяной пар. В результате получается очищенный азот, который можно использовать сразу или сохранить для последующего

В современных системах генерации азота используются две основные технологии:

1. Мембранные генераторы азота - компактные установки, которые отделяют газы с помощью полупроницаемых волокон.

2. Генераторы азота с адсорбцией под давлением (PSA) - системы, в которых для достижения очень высокой чистоты азота используются молекулярные сита углерода.

Выбор между ними зависит от требуемого качества азота и области применения. Например, для накачивания шин или тушения пожара может потребоваться только 90-99% чистота, где достаточно мембранного блока. В отличие от этого, в таких отраслях, как упаковка пищевых продуктов или производство пластмасс, часто требуется чистота до 99,999%, которую можно достичь только с помощью технологии PSA.

Система генерации азота представляет собой полную установку, необходимую для производства, хранения и распределения азота на объекте. Несмотря на то, что генератор является центральным компонентом, несколько других элементов работают вместе, чтобы обеспечить стабильную работу и качество газа.

Стандартная установка по производству азота состоит из следующих компонентов:

1. Воздушный компрессор: обеспечивает подачу сжатого воздуха.
2. Осушитель: удаляет влагу из воздуха.
3. Фильтры: улавливают масляные пары и твердые частицы.
4. Воздушный ресивер: стабилизирует давление и расход.
5. Генератор азота: отделяет азот от кислорода и следовых газов.
6. Ресивер азота: хранит выработанный азот для пикового спроса.

Азот можно использовать непосредственно на выходе генератора или накапливать в буферной ёмкости для обеспечения непрерывной подачи.

Адсорбция - это процесс, при котором атомы, ионы или молекулы вещества (в данном случае сжатого воздуха) прилипают к поверхности адсорбента.

Генератор PSA изолирует азот, а другие газы в потоке сжатого воздуха (кислород, CO₂ и водяной пар) адсорбируются, оставляя по существу чистый азот.

PSA улавливает кислород из потока сжатого воздуха, когда молекулы связываются с углеродным молекулярным ситом. Это происходит в двух отдельных сосудах высокого давления (башня A и башня B), каждый из которых заполнен молекулярным ситом углерода, которое переключается между процессом разделения и процессом регенерации.

Чистый и сухой сжатый воздух поступает в колонну A. Поскольку молекулы кислорода меньше молекул азота, они проходят через поры сита. Молекулы азота не могут пройти через поры, поэтому они обходят сито, что приводит к получению азота требуемой чистоты. Эта фаза называется фазой адсорбции или разделения. Большая часть азота, производимого в колонне A, покидает систему, будучи готовой к непосредственному использованию или хранению.

Затем небольшая часть вырабатываемого азота поступает в колонну B в противоположном направлении. Этот поток вытесняет кислород, который был захвачен в предыдущей фазе адсорбции колонны B. При сбросе давления в колонне B молекулярные сита теряют способность удерживать молекулы кислорода, который отсоединяется от сит и переносится небольшим потоком азота, поступающим из колонны A. Этот процесс «очистки» позволяет освободить место для новых молекул кислорода, которые будут прикрепиться к ситам на следующей стадии адсорбции.

Технология PSA обеспечивает непрерывный высокопроизводительный поток азота в сложных условиях с уровнем чистоты до 99,999%. Генераторы PSA имеют более высокую начальную стоимость инвестиций, чем мембранные генераторы, но они предлагают преимущества более высокого расхода и новых уровней чистоты, которые требуются в некоторых отраслях и областях применения.

Агрегаты PSA обеспечивают сверхвысокую степень чистоты, но являются более сложными, в то время как мембранные системы более просты и надежны. В обоих случаях техническое обслуживание генераторов азота имеет решающее значение для обеспечения стабильной работы.

Мембранные системы обычно требуют меньше обслуживания, так как в них нет движущихся частей и меньше чувствительных компонентов, что делает их идеальным решением для условий, где необходимо избегать простоев.

Системы PSA требуют большего внимания к качеству всасываемого воздуха, фильтрам и адсорбирующим средам, но в сочетании со структурированным графиком технического обслуживания генераторов азота они обеспечивают высочайший уровень чистоты и производительности для сложных условий применения.

Азот широко применяется в промышленности, поскольку он инертен, не имеет запаха и предотвращает окисление. Генератор, установленный на объекте, обеспечивает подачу азота нужной степени чистоты и с нужным расходом, что снижает зависимость от поставок в баллонах и обеспечивает стабильную подачу газа.

Основные области применения:

• Химическая обработка: азот используется для создания инертных условий, предотвращающих взрывы или нежелательные реакции. Генератор азота в химической промышленности позволяет операторам поддерживать безопасность при одновременном снижении затрат на приобретение газа.
• Производство продуктов питания и напитков: контролируемая атмосфера помогает продлить срок годности и сохранить вкус. На упаковочных линиях генератор азота для пищевой промышленности удаляет кислород из упаковок, в то время как на заводе по производству напитков азот защищает жидкости во время розлива и хранения.
• Автомобильная промышленность: шины, заполненные азотом, дольше сохраняют давление и снижают окисление резины. Использование генераторов азота для шин обеспечивает надежное снабжение сервисных центров и автопарков.

Проще говоря, на вопрос «Для чего используется генератор азота?» ответ охватывает широкий спектр областей — от лабораторий и производства пластмасс до аквакультуры и фармацевтики, то есть везде, где требуется среда без кислорода или с низким содержанием кислорода.

Самостоятельное производство азота дает компаниям прямой контроль над производительностью, чистотой и давлением. Помимо гибкости, существуют значительные эксплуатационные и финансовые преимущества по сравнению с использованием внешних поставщиков.

Преимущества включают:

• Стабильность затрат: независимость от колебаний рыночных цен на баллонный или оптовый азот.
• Низкие логистические расходы: отсутствие транспортных расходов, планирования поставок или обработки возврата цилиндров.
• Повышение безопасности: устраняет риски, связанные с хранением и обращением с баллонами высокого давления.
• Отсутствие отходов: предотвращает потери от выкипания из резервуаров для жидкости и неиспользованный остаточный газ в баллонах.
• Надежность: непрерывная поставка в любое время суток, что снижает риск простоя производства.
• Долгосрочная экономия: несмотря на то, что оборудование требует первоначальных инвестиций, эксплуатационные расходы со временем значительно снижаются.

Эти факторы делают производство азота на месте не только техническим решением, но и способом повышения безопасности, эффективности и управления затратами в повседневной эксплуатации. Узнайте больше о преимуществах выработки азотана объекте.

Каждое применение имеет свои потребности в отношении расхода азота, чистоты и рабочих условий. Правильно подобранная система обеспечивает эффективность, безопасность и долгосрочную экономию средств. Для некоторых отраслей может быть достаточным компактный мембранный генератор, в то время как для других требуется сверхвысокая степень чистоты, обеспечиваемая технологией PSA.

Поскольку выбор зависит как от технических, так и от экономических факторов, зачастую лучше всего проанализировать требования со специалистом, который может подобрать систему для конкретного процесса.

Обратитесь к специалисту по системам подачи сжатого воздуха, чтобы подобрать оптимальное решение для генерации азота на месте.