Membran Teknolojisi Kullanarak Nitrojen Üretmek

Industrial Gases Compressed Air Wiki Nitrogen

Kendi nitrojeninizi üretmek, N2 kaynağınızı tam olarak kontrol edebilmek anlamına gelir. Şirketinizin düzenli olarak nitrojene ihtiyacı varsa bu uygun bir çözüm olabilir. Büyük bir kriyojenik hava ayırma tesisi kurmanın dışında, nitrojeni kendi başınıza üretmeniz için iki yöntem vardır: membran jeneratörler ve PSA jeneratörleri kullanmak. Bu yazıda membran nitrojen jeneratörlerinin çalışması, avantajları ve dezavantajlarından bahsedeceğiz.

Membran teknolojisi nasıl çalışır?

Membran nitrojen jeneratörleri basit bir çalışma ilkesine sahiptir. Membran jeneratörlerin ana bölümü membran modülüdür (çapı +-10 cm). Bu küçük ve içi boş polimer elyafları ile doludur. İlk olarak kuru ve temiz olan basınçlı hava içeri girer ve bu elyafların yapısı sayesinde havanın bir kısmı elyafın dışına akar. Bu sürece nüfuz etme adı verilir. Bu süreç sırasında su, oksijen ve argonun bir kısmı elyafların membran tarafından dışarı çıkar. Sonuçta yalnızca nitrojen kalır.

Farklı moleküller farklı hızlarda nüfuz ettiği için bu mümkün olmaktadır. H2O çok hızlı nüfuz eder, oksijen biraz daha yavaştır. Argon ve nitrojen nispeten yavaş bir şekilde nüfuz eder, bu nedenle H2O ve oksijen gittikten sonra uzun süre elyafların içinde kalırlar (argonun da bir kısmı nüfuz eder ancak hava akışından tamamen ayırmak için verimli olmayacaktır). Burada nitrojen saflığı hakkında daha fazla bilgi alabilirsiniz.

Elyaf çeperinden nüfuz etme nedeniyle membran muhafazası içinde aşırı basınç oluşur. Elyaflar tıkanır ve nüfuz etme verimliliği ciddi şekilde düşer. Bunun olmasını engellemek için muhafaza içinde nüfuz etme çıkışı adlı bir açıklık vardır. Egzoz gazları (H2O, oksijen ve argon dahil) buradan dışarı kaçabilir.

Nitrojen saflığı ve giriş havası gereklilikleri

Giren havanın membrana girmeden önce temiz ve kuru olması çok önemlidir. Aksi halde sığ olan elyaflar hızla tıkanır. Bunu engellemek için beslenen havayı doğru şekilde şartlandıracak bir sistem kurulmalıdır. Bazı durumlarda gereken filtre ve kurutucular jeneratöre entegre edilmiştir. Bu nedenle bazı durumlarda kompresör ve jeneratöre ayrı bir filtre takılması gerekmez. 

Membranın elyafları, önemli bir sorun oluşturmadan su buharını taşıyabilir. Ancak havada sıvı halde su olmaması çok önemlidir çünkü bu membran üzerinde olumsuz bir etkiye neden olur. Bu nedenle jeneratörün geliş yönünde iyi bir su ayırma sistemi çözümü gereklidir. Bu örneğin bir soğutmalı tip kurutucu olabilir. Jeneratör hava girişine dikkat etmek membranı korur ve uzun bir ömrü garanti eder. Aşağıdaki tipik sisteme bakabilirsiniz.

Membran ve PSA jeneratör arasında seçim yapmak

Hava katsayısı PSA jeneratörlerde genellikle daha düşük olduğu ve işletme maliyetlerini düşürdüğü için bu ikisi arasında seçim yapmanın kolay olduğunu düşünebilirsiniz. Ancak membran jeneratör kullanmaya göre bazı önemli avantajları vardır. Birincisi, membran jeneratörlerin çalışma ilkesinin daha basit olmasıdır. Bu da bakım maliyetlerini etkiler ve sistemin daha küçük bir alana kurulabilmesini sağlar. Ayrıca daha hızlı çalışmaya başlarlar ve genellikle her çevrim sonunda blow-off gürültüsü üreten PSA jeneratörlere göre çok daha sessizdir. Bu son avantaj sayesinde membran nitrojen jeneratörleri çok sayıda kişinin çalıştığı yerler için daha uygundur. Doğru jeneratör tipini seçerken hangi uygulama için kullanılacağına bakmak ve tüm avantaj ve dezavantajları dikkate alarak seçim yapmak doğru olacaktır.

 

MEMBRAN

PSA

ULAŞILABİLİR SAFLIK

VERİMLİ OLARAK %99,9'A KADAR

VERİMLİ OLARAK %99,999'A KADAR

VERİMLİLİK

YÜKSEK

DAHA YÜKSEK

PERFORMANS - SICAKLIK

YÜKSEK SICAKLIKTA DAHA YÜKSEK*

YÜKSEK SICAKLIKTA DAHA DÜŞÜK

SİSTEMİN KARMAŞIKLIĞI

DÜŞÜK

ORTA

KULLANIM YOĞUNLUĞU

ÇOK DÜŞÜK

DÜŞÜK

BASINÇ STABİLİTESİ

STABİL

DALGALANMALI GİRİŞ/ÇIKIŞ

AKIŞ STABİLİTESİ

STABİL

DALGALANMALI GİRİŞ/ÇIKIŞ

ÇALIŞTIRMA HIZI

SANİYE

DAKİKA/SAAT**

SU (BUHAR) HASSASİYETİ

SIVI SUYA İZİN VERİLMEZ

MAKS. 8°C PDP (Genel olarak)

YAĞ HASSASİYETİ

İZİN VERİLMEZ (< 0,01 mg/m³)

İZİN VERİLMEZ (< 0,01 mg/m³)

GÜRÜLTÜ SEVİYESİ

ÇOK DÜŞÜK

YÜKSEK (blow-off sırasında ani artış)

AĞIRLIK

DÜŞÜK

ORTA

İlgili yazılar