Принцип роботи генератора азоту

Функція генератора азоту: основною функцією генератора азоту є забезпечення безперервного, надійного та за потребою джерела азоту, адаптованого до необхідного рівня чистоти. Це робить його важливим для галузей, де необхідно контролювати або запобігати окисленню, наприклад:

• Виготовлення електроніки: запобігання корозії друкованих плат.
• Харчова промисловість: подовження терміну придатності за рахунок зменшення впливу кисню.
• Автомобіль і накачування шин: підвищення стабільності та безпеки.
• Хімічна обробка: забезпечення інертної атмосфери для запобігання небажаним реакціям.

Генеруючи азот самостійно, підприємства отримують більшу незалежність і гнучкість, уникаючи при цьому регулярних поставок і роботи з газовими балонами високого тиску.

Генератор азоту працює шляхом відокремлення молекул азоту від кисню та інших газів у стисненому повітрі, утворюючи контрольований потік азотного газу. Цей процес називається виробництвом азотного газу і може бути досягнутий за допомогою різних методів вироблення азоту.

Для вироблення азоту з повітря генератор спочатку отримує потік чистого, сухого стисненого повітря. Всередині пристрою технологія сепарації ізолює молекули азоту, в той час як кисень, вуглекислий газ і водяна пара видаляються. У результаті виходить очищений азот, який можна використовувати негайно або зберігати для подальшого використання.

У сучасних системах генерації азоту використовуються дві основні технології:

1. Мембранні генератори азоту - компактні пристрої, що відокремлюють гази за допомогою напівпроникних волокон.

2. Генератори азоту з адсорбцією під тиском (PSA) - системи, які використовують вуглецеві молекулярні сита для досягнення дуже високої чистоти азоту.

Вибір між ними залежить від необхідної якості азоту та застосування. Наприклад, для накачування шин або пожежогасіння може знадобитися лише 90-99% чистота, де достатньо мембранного блока. На відміну від цього, у таких галузях, як харчова упаковка або пластик, часто потрібна чистота до 99,999 %, якої можна досягти лише за допомогою технології PSA.

Система вироблення азоту - це повна установка, необхідна для виробництва, зберігання та розподілу азоту на об'єкті. У той час як генератор є центральним компонентом, кілька інших елементів працюють разом, щоб забезпечити стабільну роботу та якість газу.

Стандартна установка для виробництва азоту складається з таких компонентів:

1. Повітряний компресор: забезпечує подачу стисненого повітря.
2. Осушувач: видаляє вологу з повітря.
3. Фільтри: уловлюють масляні пари та тверді частинки.
4. Повітряний ресивер: стабілізує тиск і потік.
5. Генератор азоту: відокремлює азот від кисню та газів-мікрочасток.
6. Ресивер азоту: зберігає вироблений азот для пікового споживання.

Азот можна споживати безпосередньо з випускного отвору генератора або буферизувати в резервуарі для зберігання для безперервної подачі.

Адсорбція - це процес, під час якого атоми, іони або молекули речовини (у цьому випадку стиснене повітря) прилипають до поверхні адсорбенту.

Генератор PSA ізольує азот, а інші гази в потоці стисненого повітря (кисень, CO₂ і водяна пара) адсорбуються, залишаючи за собою в основному чистий азот.

PSA захоплює кисень із потоку стисненого повітря, коли молекули зв'язуються з вуглецевим молекулярним ситом. Це відбувається в двох окремих баках високого тиску (башта A і башта B), кожен із яких заповнений вуглецевим молекулярним ситом, що перемикається між процесом розділення та процесом регенерації.

Чисте й сухе стиснене повітря надходить у колонку А. Оскільки молекули кисню менші за молекули азоту, вони проходять через пори сита. Молекули азоту не можуть пройти через пори, тому вони минають сито, у результаті чого виділяється азот бажаної чистоти. Ця фаза називається адсорбцією або фазою поділу. Більша частина азоту, що виробляється в колонці А, виходить із системи й готова до безпосереднього використання або зберігання.

Потім невелика частина виробленого азоту надходить у колонку B у протилежному напрямку. Цей потік виштовхує кисень, який був затриманий на попередній фазі адсорбції в колонці B. Під час зниження тиску в колонці B молекулярні сита вуглецю втрачають здатність утримувати молекули кисню, які відокремлюються від сит і переміщуються невеликим потоком азоту, що надходить із колонки А. Цей процес «очищення» звільняє місце для нових молекул кисню, які приєднуються до сита під час наступної фази адсорбції.

Технологія PSA забезпечує безперервний, високопотужний потік азоту у вибагливих застосуваннях із рівнем чистоти до 99,999%. Генератори PSA мають вищі початкові інвестиційні витрати, ніж мембранні генератори, але вони пропонують переваги більшого потоку та вищих рівнів чистоти, які вимагаються в деяких галузях промисловості та застосуваннях.

Агрегати PSA забезпечують надвисоку чистоту, але є складнішими, тоді як мембранні системи простіші та надійніші. В обох випадках технічне обслуговування генератора азоту має важливе значення для постійної продуктивності.

Мембранні системи зазвичай потребують менше обслуговування, оскільки не мають рухомих частин і менше чутливих компонентів - це робить їх придатними для середовищ, де необхідно уникати простоїв.

Системи PSA потребують більшої уваги до якості повітря на впуску, фільтрів і адсорбційних середовищ, але у поєднанні зі структурованим графіком технічного обслуговування генераторів азоту вони забезпечують найвищий рівень чистоти та продуктивності для вибагливих застосувань.

Азот широко використовується в промисловості, оскільки він інертний, без запаху та запобігає окисленню. Генератор на місці постачає азот із правильною чистотою та потоком, зменшуючи залежність від поставок і забезпечуючи стабільне постачання газу.

Ключові сфери застосування:

• Хімічна обробка: азот використовується для створення інертних умов, які запобігають вибухам або небажаним реакціям. Генератор азоту в хімічній промисловості дозволяє операторам підтримувати безпеку, знижуючи витрати на закупівлю газу.
• Виробництво харчових продуктів і напоїв: контрольована атмосфера допомагає подовжити термін придатності та зберегти смак. На пакувальних лініях генератор азоту для харчової промисловості видаляє кисень з упаковок, а на заводі з виробництва напоїв азот захищає рідини під час розливання та зберігання.
• Автомобільний сектор: шини, заповнені азотом, довше зберігають тиск і зменшують окислення гуми. Застосування генератора азоту для шин забезпечує надійне постачання для сервісних центрів і операторів автопарків.

Коротко кажучи, коли ви запитуєте: «Для чого використовується генератор азоту?", відповідь охоплює широкий спектр, від лабораторій і пластику до аквакультури та фармацевтики, де б не було потрібно середовище без кисню або з низьким вмістом кисню.

Самостійне виробництво азоту надає компаніям прямий контроль над виробничою потужністю, чистотою та тиском. Окрім гнучкості, є значні експлуатаційні та фінансові переваги порівняно з покладанням на зовнішніх постачальників.

Основні переваги:

• Стабільність витрат: незалежність від коливань ринкової ціни на азот у балонах
• Зниження витрат на логістику: відсутність витрат на транспортування, планування доставки або обробку повернених балонів.
• Покращення безпеки: усуває ризики зберігання та поводження з балонами високого тиску.
• Без відходів: запобігає втратам внаслідок википання рідини з резервуарів і невикористаного залишкового газу в балонах.
• Надійність: безперервне постачання цілодобово, що зменшує ризик простою виробництва.
• Довгострокова економія: хоча обладнання вимагає початкових інвестицій, експлуатаційні витрати з часом значно знижуються.

Ці фактори роблять виробництво азоту на місці не лише технічним рішенням, але й способом покращення безпеки, ефективності та управління витратами в повсякденній роботі. Дізнайтеся більше про переваги виробництва азоту на місці.

Кожне застосування має різні потреби, коли йдеться про потік азоту, чистоту та робочі умови. Правильна система забезпечує ефективність, безпеку та довгострокову економію витрат. Для деяких галузей може бути достатнім компактний мембранний генератор, а для інших потрібна надвисока чистота, що забезпечується технологією PSA.

Оскільки вибір залежить як від технічних, так і від економічних факторів, часто найкраще переглянути вимоги зі спеціалістом, який може підібрати систему для конкретного процесу.

Запитайте у фахівця з повітряних систем про найкраще рішення для генерації азоту на місці.