Dusík: čo to je a kde sa používa?
21 apríla, 2022
Dusík je všade okolo nás. Je to najväčšia zložka vzduchu, ktorý dýchame, ale nepoužívame ho. V tomto článku sa pozrieme na niektoré z mnohých vecí, na ktoré ho môžeme použiť.
Gas generation Membrane nitrogen generator Technologies Wiki o stlačenom vzduchu Nitrogen Pressure swing adsorption PSA nitrogen Základná teória
Schopnosť vytvoriť si vlastný dusík znamená mať plnú kontrolu nad svojím prívodom N2. To by mohlo byť prospešné pre veľa spoločností, ktoré denne potrebujú dusík. Čo to znamená pre vašu spoločnosť? Keď sa dusík vyrába vo vlastnej réžii, nemusíte sa spoliehať na tretie strany, čím eliminujete potrebu spracovania, dopĺňania a nákladov na doručenie. Jedným zo spôsobov generovania dusíka je adsorpcia kolísaním tlaku.
Pri výrobe vlastného dusíka je dôležité poznať a pochopiť úroveň čistoty, ktorú chcete dosiahnuť. Niektoré aplikácie vyžadujú nízke úrovne čistoty (medzi 90 a 99 %), ako je hustenie pneumatík a prevencia proti požiaru, zatiaľ čo iné, ako sú aplikácie v potravinárskom a nápojovom priemysle alebo tvarovanie plastov, vyžadujú vysoké úrovne (od 97 do 99,999 %). V týchto prípadoch je ideálnym a najjednoduchším spôsobom technológia PSA. Generátor dusíka v podstate funguje tak, že oddeľuje molekuly dusíka od molekúl kyslíka v stlačenom vzduchu. Adsorpcia kolísaním tlaku to dosahuje zachytávaním kyslíka z prúdu stlačeného vzduchu pomocou adsorpcie. Adsorpcia sa uskutočňuje, keď sa molekuly naviažu na adsorbent, v tomto prípade sa molekuly kyslíka pripoja k uhlíkovému molekulárnemu situ (CMS). To sa deje v dvoch samostatných tlakových nádobách, z ktorých každá je naplnená CMS, ktoré prepínajú medzi procesom separácie a procesom regenerácie. Zatiaľ ich nazývame veža A a veža B. Pre začiatočníkov vstupuje do veže A čistý a suchý stlačený vzduch a keďže molekuly kyslíka sú menšie ako molekuly dusíka, dostanú sa do pórov uhlíkového sita. Molekuly dusíka sa na druhej strane nemôžu zmestiť do pórov, takže obídu uhlíkové molekulárne sito. Výsledkom je dusík požadovanej čistoty. Táto fáza sa nazýva adsorpčná alebo separačná fáza. To však ešte nie je všetko. Väčšina dusíka vyrobeného vo veži A opúšťa systém (pripravený na priame použitie alebo skladovanie), zatiaľ čo malá časť vytvoreného dusíka prúdi do veže B v opačnom smere (zhora nadol).
Tento prietok je potrebný na vytlačenie kyslíka, ktorý bol zachytený v predchádzajúcej adsorpčnej fáze veže B. Uvoľnením tlaku vo veži B strácajú molekulárne sitá uhlíka svoju schopnosť zadržiavať molekuly kyslíka. Oddeľujú sa od sít a odnášajú sa cez výfuk malým prúdom dusíka prichádzajúcim z veže A. Týmto spôsobom systém vytvára priestor pre nové molekuly kyslíka, ktoré sa môžu pripojiť k sitám v ďalšej adsorpčnej fáze. Tento proces nazývame „čistenie“ regenerácie veže nasýtenej kyslíkom.
PSA je skratka pre adsorpciu kolísania tlaku. Je to technológia, ktorá sa môže použiť na výrobu dusíka alebo kyslíka na profesionálne účely.
Najskôr je nádrž A vo fáze adsorpcie, zatiaľ čo nádrž B sa regeneruje. V druhom stupni obe nádoby vyrovnávajú tlak, aby sa pripravili na prepnutie. Po prepnutí sa nádrž A začne regenerovať, zatiaľ čo nádrž B vytvára dusík.
Je dôležité pochopiť úroveň čistoty, ktorá je potrebná pre každú aplikáciu, aby ste mohli cielene vytvárať vlastný dusík. Napriek tomu existujú určité všeobecné požiadavky týkajúce sa nasávaného vzduchu. Stlačený vzduch musí byť pred vstupom do generátora dusíka čistý a suchý, pretože to pozitívne ovplyvňuje kvalitu dusíka a tiež zabraňuje poškodeniu CMS vlhkosťou. Okrem toho by sa mala regulovať teplota a tlak na prívode medzi 10 a 25 stupňami C, pričom sa tlak musí udržiavať medzi 4 a 13 barmi. Na správne spracovanie vzduchu by sa medzi kompresorom a generátorom mal nachádzať sušič. Ak nasávaný vzduch generuje olejom mazaný kompresor, mali by ste tiež nainštalovať olejový koalescenčný a uhlíkový filter, aby ste sa zbavili akýchkoľvek nečistôt predtým, ako sa stlačený vzduch dostane do generátora dusíka. Vo väčšine generátorov sú nainštalované snímače tlaku, teploty a tlakového rosného bodu, ktoré zabraňujú vniknutiu znečisteného vzduchu do systému PSA a poškodeniu jeho komponentov.
Typická inštalácia: Vzduchový kompresor, sušič, filtre, zásobník vzduchu, generátor dusíka, zásobník dusíka. Dusík sa môže spotrebovať priamo z generátora alebo cez dodatočnú vyrovnávaciu nádrž (nie je zobrazená).
Ďalším dôležitým aspektom pri tvorbe dusíka PSA je faktor vzduchu. Je to jeden z najdôležitejších parametrov v systéme generátora dusíka, pretože definuje stlačený vzduch potrebný na dosiahnutie určitého prietoku dusíka. Vzduchový faktor teda označuje účinnosť generátora, čo znamená, že nižší vzduchový faktor znamená vyššiu účinnosť a, samozrejme, nižšie celkové prevádzkové náklady.
|
PSA |
MEMBRÁNY |
DOSIAHNUTEĽNÁ ČISTOTA |
EFEKTÍVNOSŤ AŽ 99,999 % |
ÚČINNOSŤ AŽ 99,9 % |
EFEKTIVITA |
VYŠŠIE |
VYSOKÉ |
VÝKON A TEPLOTA |
SPÚŠŤANIE PRI VYSOKEJ TEPLOTE |
VYŠŠIA PRI VYSOKÉJ TEPLOTE |
Zložitosť systému |
STREDNÉ |
NÍZKA |
INTENZITA SLUŽIEB |
NÍZKA |
Veľmi nízka |
STABILITA TLAKU |
FLUKTUÁCIA VSTUP/VÝSTUP |
STABILNÉ |
STABILITA PRIETOKU |
FLUKTUÁCIA VSTUP/VÝSTUP |
STABILNÉ |
SPUSTIŤ RÝCHLOSŤ |
MINÚTY/HODINY |
SEKUNDY |
CITLIVOSŤ NA VODU (PARU) |
PDP MAX 8°C |
BEZ TEKUTEJ VODY |
CITLIVOSŤ NA OLEJ |
NIE JE POVOLENÉ (< 0,01 mg/m³) |
NIE JE POVOLENÉ (< 0,01 mg/m³) |
Úroveň hluku |
VYSOKÉ (špičky vyfukovania) |
Veľmi nízka |
HMOTNOSŤ |
STREDNÉ |
NÍZKA |
21 apríla, 2022
Dusík je všade okolo nás. Je to najväčšia zložka vzduchu, ktorý dýchame, ale nepoužívame ho. V tomto článku sa pozrieme na niektoré z mnohých vecí, na ktoré ho môžeme použiť.
21 apríla, 2022
Nitrogen can be generated on site with membrane generators. These machines are based on a very simple working principle. Learn more.