Nitrogen: What is it and where is it used?
21 April, 2022
Nitrogen is all around us. It is the biggest component of the air we breathe, but we don't use it. In this article we take a look at some of the many things it can be used for.
Välja rätt kvävgasproduktion för din verksamhet
När du upphandlar din kvävgaskälla är det vanligt att välja leverans av industriella gasflaskor. Men det finns mer effektiva alternativ, främst på plats med PSA eller membrangenerator. Den här artikeln innehåller information om olika alternativ, samtidigt som den betonar fördelarna med varje alternativ.
Få kväve via en tredjepartsleverantör
Kvävgas på flaska
Det första alternativet som nämns är att köpa kvävgasflaskor från en extern produktionsanläggning. Den här processen är mycket enkel. Du beställer den önskade kvävemängden för din tillämpning och leverantören levererar den i stora tunga flaskor.
N2O2, som genereras av en kryogenisk kväveanläggning, omvandlas till gas och fylls i flaskor under mycket högt tryck (300 bar). Därför förvaras en stor mängd kvävgas i en relativt liten flaska. För att klara det höga trycket är behållarna dock ganska otympliga, vilket ökar vikten.
Efter användning placeras dessa flaskor i ett ställ, där de förvaras för upphämtning, vilket kräver ytterligare förvaringsutrymme.
Fördelar:
● En enkel lösning för anläggningar med låg kväveförbrukning.
● Ger lättillgängligt kväve för toppflöden.
● Enkel installation.
Nackdelar:
● På grund av flaskornas storlek och vikt är transport inte miljövänlig.
● Arbetstrycket måste vara högre än flasktrycket. Om inte går kväve till spillo.
● Relativt högt pris på grund av produktions- och fraktkostnader.
● Speciellt flaskrackväxlingssystem krävs för att undvika avbrott i arbetsflödet.
● Säkerhetsproblem (hantering av tungt stål, högt tryck).
● Skapar beroende av kväveleverantörer.
● Inte lämpligt om du förbrukar mycket kvävgas.
Tillförsel av flytande kväve i bulk
Ett andra alternativ med en tredje part är att installera en lagringstank för flytande kväve som regelbundet fylls av ett gasföretag. Dessa tankar kan antingen hyras från leverantören eller köpas. Dessutom krävs en förångare för användning av kväve i gasform.
En förångare omvandlar flytande kväve till kvävgas. Precis som kvävgas på flaska krävs transport för tillförsel av flytande kväve. I det här fallet levereras den dock av en termiskt isolerad tankbil. Flytande kväve pumpas sedan från trucken in i den isolerade lagringstanken.
Det går även att beställa flytande kväve i mindre behållare för situationer med låg förbrukning. Dessa små tankar kallas dewarflaskor. Precis som kvävgas på flaska produceras även flytande kväve av en kryogenisk kväveanläggning.
Fördelar:
● Ger lättillgängligt kväve för toppflöden.
● I allmänhet mer kostnadseffektivt än kvävgas på flaska.
● Kapacitetsjusteringar är enkla för att matcha ändrade kvävebehov.
Nackdelar:
● Tankens isolering är inte perfekt. Flytande gas kan värmas upp och avdunsta, även kallat avkokningsförluster.*
● Det är vanligt med långsiktiga avtal med gasföretaget (normalt 5–7 år).
● Ytterligare installationer krävs inklusive ett särskilt fundament och förångare.
● Lösningen är inte miljövänlig.
● Säkerhetsproblem (flytande kväve håller -196 °C, det finns risk för köldskador vid arbete med flytande kväve).
● Förångaren kan frysa igen om kväveförbrukningen är högre än normalt eller när det är kallt ute.
*Avkokningsförluster är avfall. När du använder mindre kväve än tankens kapacitet stiger trycket och orsakar avkokningsförluster. Om ingen gas förbrukas alls är detta avfall så högt som 1 % av tankens återstående volym per dag. För att motverka dessa förluster krävs regelbunden påfyllning av tanken (normalt en gång i veckan).
Kryogen produktion på plats
Relaterade till tillförsel av flytande kväve är kryogen produktion på plats. När din förbrukning är extremt hög kan ett gasföretag installera en liten kryogenisk kväveanläggning. Detta är samma typ av generator som används för att skapa kväve som transporteras i flaskor och tankbilar. Du kan läsa mer om kryogeniska kvävgasgeneratorer i den länkade artikeln.
Generera din egen kväveförsörjning
Till skillnad från de tidigare metoderna för att köpa och ta emot kväve innebär inte generering av eget kväve kryogeniska processer. Därför kräver inte både membran- eller PSA-kvävgasgeneratorer (Pressure Swing Adsorption) extrema temperaturer. Dessa typer av utrustning separerar luft i sina komponenter på annat sätt.
Även om PSA och membran är två mycket olika tekniker kräver de båda en tryckluftsström för att fungera. Eftersom dessa två generatorer inte använder kryo är den resulterande gassammansättningen inte densamma.
Kryogeniskt kväve har en fast, hög renhetsgrad. Kväverenheten hos kommersiellt tillgängliga generatorer kan justeras enligt dina önskemål. Det är värt att notera att samma renhetsnivå som kryogenererat kväve är ineffektivt med PSA- och membrangeneratorer.
Med dessa maskiner kräver högre renhet mer kraft, vilket resulterar i ökade driftskostnader. Det innebär att renhetsnivåerna i PSA- och membrangeneratorn är tillräckliga för de flesta tillämpningar. Och användarna kan sänka sin kostnad per kväveenhet genom att producera rätt renhet för deras tillämpning istället för den högsta. Du kan läsa mer om kväverenhet här.
Fördelar:
● Vanligtvis är det mest kostnadseffektivt att generera ditt eget kväve.
● Renheten kan ställas in i efter behov. Energikostnaderna beror på din önskade nivå.
● Inget beroende av gasleverantörer.
● Stabilt gaspris.
● Ett säkert alternativ.
● Inget avfall.
● Det mest miljövänliga alternativet.
Nackdelar:
● Särskilda åtgärder som krävs för toppflöden (t.ex. bufferttank, högtrycksbuffertbehållare, gasbuffert).
● Mindre anpassningsbart till förändrade kvävebehov än leverans i vätskor eller flaskor.
● Kräver ytterligare underhåll.
| Fördelar: | Nackdelar: |
|---|---|
|
|
Titta närmare på PSA-enheter och membrangeneratorer
Pressure Swing Adsorption Generators
![PSA generator schematic]()
Pressure Swing Adsorption Generators
Learn more about generating nitrogen using PSA technology.
Learn more about generating nitrogen using PSA technology.
Learn more about generating nitrogen using PSA technology.
Membrane Generators
![Membrane Fibres from an SD dryer]()
Membrane Generators
Learn more about generating nitrogen using membrane generators.
Learn more about generating nitrogen using membrane generators.
Learn more about generating nitrogen using membrane generators.
Relaterade artiklar