Kako deluje generator dušika?

Generatorji dušika:zagotavljajo neprekinjen, zanesljiv vir dušika na zahtevo, prilagojen zahtevani ravni čistosti. Zaradi tega je ključnega pomena za industrije, kjer je treba nadzorovati ali preprečiti oksidacijo, kot so:

• Proizvodnja elektronike: preprečevanje korozije tiskanih vezij.
• Živilska industrija: podaljšanje roka uporabnosti z zmanjšanjem izpostavljenosti kisiku.
• Avtomobil in polnjenje pnevmatik: izboljšanje stabilnosti in varnosti.
• Kemična obdelava: zagotavljanje inertne atmosfere za preprečevanje neželenih reakcij.

Z lastno proizvodnjo dušika podjetja pridobijo večjo neodvisnost in prilagodljivost, hkrati pa se izognejo rednim dobavam in ravnanju z visokotlačnimi plinskimi jeklenkami.

Generatorji dušika delujejo tako, da ločujejo molekule dušika od kisika in drugih plinov v komprimiranem zraku, s čimer proizvajajo nadzorovan tok dušikovega plina. Ta postopek je znan kot proizvodnja dušikovega plina in ga je mogoče doseči z različnimi metodami proizvodnje dušika.

Za ustvarjanje dušika iz zraka generator najprej prejme pretok čistega, suhega komprimiranega zraka. V notranjosti enote tehnologija ločevanja izolira molekule dušika, medtem ko se odstranijo kisik, ogljikov dioksid in vodna para. Rezultat je prečiščen izhodni dušik, ki ga je mogoče uporabiti takoj ali shraniti za kasnejšo uporabo.

V sodobnih sistemih za proizvodnjo dušikase uporabljata dve glavni tehnologiji:

1. Membranski generatorji dušika - kompaktne enote, ki ločujejo pline z uporabo polprepustnih vlaken.

2. Generatorji dušika z adsorpcijo tlačnega nihanja (PSA) - sistemi, ki uporabljajo ogljikova molekularna sita za doseganje zelo visoke čistosti dušika.

Izbira med njimi je odvisna od zahtevane kakovosti dušika in uporabe. Na primer, za polnjenje pnevmatik ali gašenje požara je morda potrebna le 90-99 % čistost, pri čemer zadostuje membranska enota. V nasprotju s tem panoge, kot so embalaža za živila ali plastika, pogosto potrebujejo čistost do 99,999 %, kar je mogoče doseči samo s tehnologijo PSA.

Sistem za proizvodnjo dušika je celotna namestitev, ki je potrebna za proizvodnjo, shranjevanje in distribucijo dušika na mestu uporabe. Medtem ko je generator osrednja komponenta, sodeluje več drugih elementov, ki zagotavljajo stabilno delovanje in kakovost plina.

Standardni obrat za proizvodnjo dušika je sestavljen iz:

1. Kompresorja: dovaja komprimiran zrak.
2. Sušilnika: odstranjuje vlago iz zraka.
3. Filtrov: zajemajo oljne hlape in trdne delce.
4. Rezervoarja za zrak: stabilizira tlak in pretok.
5. Generatorjev dušika: ločujejo dušik od kisika in plinov v sledovih.
6. Sprejemnika dušika: shranjuje proizvedeni dušik za največje povpraševanje.

Dušik lahko porabite neposredno iz izhoda generatorja ali ga zavarujete v skladiščnem rezervoarju za neprekinjeno oskrbo.

Adsorpcija je postopek, pri katerem se atomi, ioni ali molekule snovi (v tem primeru komprimiran zrak) prilepijo na površino adsorbenta.

Generator PSA izolira dušik, drugi plini v toku komprimiranega zraka (kisik, CO₂ in vodna para) pa se adsorbirajo, tako da ostane v bistvu čisti dušik.

PSA lovi kisik iz toka komprimiranega zraka, ko se molekule vežejo na ogljikovo molekularno sito. To se zgodi v dveh ločenih tlačnih posodah (stolp A in stolp B), ki sta vsaka napolnjena z ogljikovim molekularnim sitom, ki preklapljata med postopkom ločevanja in postopkom regeneracije.

Čist in suh komprimiran zrak se vsesa v stolp A. Ker so molekule kisika manjše od molekul dušika, prehajajo skozi pore sita. Molekule dušika pa ne morejo prehajati skozi te pore, zato zaobidejo sito, kar se odrazi v dušiku z želeno ravnjo čistosti. To fazo imenujemo adsorpcija ali izločevanje. Večina dušika, proizvedenega v stolpu A, zapusti sistem in je pripravljena za neposredno uporabo ali shranjevanje.

Nadalje se majhen delež proizvedenega dušika usmeri v stolp B v nasprotni smeri. Ta pretok potisne dušik, ki je bil zajet v prejšnji fazi adsorpcije v stolpu B. S sprostitvijo tlaka v stolpu B ogljikova molekularna sita izgubijo svojo zmožnost shranjevanja molekul kisika, ki se ločijo od sit in se prenašajo z manjšim pretokom dušika, ki prihaja iz stolpa A. Ta proces čiščenja sprosti prostor za nove molekule kisika, da se te lahko pritrdijo na sita v naslednji adsorpcijski fazi.

Tehnologija PSA omogoča neprekinjen, visokozmogljiv pretok dušika v zahtevnih aplikacijah z ravnmi čistosti do 99,999 %. Generatorji PSA imajo višje začetne stroške naložbe kot membranski generatorji, vendar ponujajo prednosti višjega pretoka in višjih ravni čistosti, ki jih zahtevajo nekatere industrije in aplikacije.

Enote PSA zagotavljajo izjemno visoko čistost, vendar so bolj zapletene, medtem ko so membranski sistemi preprostejši in bolj robustni. V obeh primerih je vzdrževanje generatorjev dušika ključnega pomena za dosledno delovanje.

Sistemi z membrano običajno zahtevajo manj vzdrževanja, saj nimajo premikajočih se delov in manj občutljivih komponent, zaradi česar so primerni za okolja, kjer se je treba izogniti izpadu proizvodnje.

Sistemi PSA zahtevajo večjo pozornost glede kakovosti vsesanega zraka, filtrov in adsorpcijskih medijev, vendar v kombinaciji s strukturiranim urnikom vzdrževanja generatorji dušika zagotavljajo najvišje ravni čistosti in zmogljivosti za zahtevne aplikacije.

Dušik se pogosto uporablja v industriji, saj je inerten, brez vonja in preprečuje oksidacijo. Generator na mestu uporabe dovaja dušik z ustrezno čistostjo in pretokom, kar zmanjšuje odvisnost od dobav v steklenicah in hkrati zagotavlja stabilno oskrbo s plinom.

Primeri uporabe vključujejo:

• Kemično obdelavo: dušik se uporablja za ustvarjanje inertnih pogojev, ki preprečujejo eksplozije ali neželene reakcije. Generatorji dušika v kemični industriji upravljavcem omogočajo ohranjanje varnosti in zmanjševanje stroškov nabave plina.
• Proizvodnjo hrane in pijače: nadzorovano ozračje pomaga podaljšati rok uporabnosti in ohraniti okus. V pakirnih linijah generatorji dušika za živilsko industrijo izpihujejo kisik iz embalaže, medtem ko v tovarni pijač dušik ščiti tekočine med polnjenjem in skladiščenjem.
• Avtomobilski sektor: pnevmatike, napolnjene z dušikom, ohranjajo tlak dlje časa in zmanjšujejo oksidacijo gume. Uporaba generatorjev dušika za pnevmatike zagotavlja zanesljivo oskrbo servisnih delavnic in upravljavcev voznih parkov.

Na kratko, ko vprašate »Za kaj se uporabljajo generatorji dušika?«", odgovor pokriva širok spekter, od laboratorijev in plastike do akvakulture in farmacije, kjer koli je potrebno okolje brez kisika ali z nizko vsebnostjo kisika.

Lastna proizvodnja dušika podjetjem omogoča neposreden nadzor nad proizvodnjo, čistostjo in tlakom. Poleg prilagodljivosti so v primerjavi z zanašanjem na zunanje dobavitelje pomembne tudi operativne in finančne prednosti.

Prednosti vključujejo:

• Stabilnost stroškov: neodvisnost od nihanja tržnih cen za dušik v steklenicah ali v razsutem stanju.
• Nižji logistični stroški: brez transportnih stroškov, načrtovanja dostave ali vračanja cilindričnih vložkov.
• Izboljšana varnost: odpravlja tveganja pri shranjevanju in ravnanju z visokotlačnimi jeklenkami.
• Brez odpadkov: preprečuje izgube zaradi vrelišča iz rezervoarjev za tekočino in neuporabljenega preostalega plina v jeklenkah.
• Zanesljivost: neprekinjena oskrba je na voljo ves čas, kar zmanjšuje tveganje za izpad proizvodnje.
• Dolgoročni prihranki: medtem ko oprema zahteva vnaprejšnjo naložbo, so obratovalni stroški sčasoma znatno nižji.

Zaradi teh dejavnikov generiranje dušika na mestu uporabe ni le tehnična rešitev, temveč tudi način za izboljšanje varnosti, učinkovitosti in upravljanja stroškov pri vsakodnevnem delovanju. Preberite več o prednostih generiranja dušika na mestu uporabe.

Vsaka aplikacija ima različne potrebe glede pretoka dušika, čistosti in delovnih pogojev. Pravi sistem zagotavlja učinkovitost, varnost in dolgoročne prihranke stroškov. Za nekatere panoge lahko zadostuje kompakten membranski generator, za druge pa je potrebna izjemno visoka čistost, ki jo zagotavlja tehnologija PSA.

Ker je izbira odvisna od tehničnih in gospodarskih dejavnikov, je pogosto najbolje, da zahteve pregledate s strokovnjakom, ki lahko sistem prilagodi postopku.

Vprašajte strokovnjaka za zračne sisteme o najboljši rešitvi za proizvodnjo dušika v vašem obratu.