Производство газоразделительного оборудования
telegram

Производство газоразделительного оборудования

telegram

Азотный генератор: что это за устройство и как он работает

Главная  —  Статьи и публикации  —  Генератор азота: что это за устройство и как он работает

Содержание:

  1. Как работает генератор азота
  2. Типы генераторов азота
  3. Как рассчитать производительность
  4. Преимущества оборудования
  5. Как выбрать генератор азота на предприятие

Азот — химический элемент с атомным номером 7, составляет около 78% объема атмосферы Земли. Бесцветный, не имеющий запаха и вкуса, газ является инертным. Это означает, что он не вступает в химические реакции с большинством веществ при обычных условиях. Из-за этих свойств его широко используют в различных отраслях промышленности: пищевой, химической, в металлургии, фармацевтике, для создания инертной атмосферы предотвращения окисления и т.д.

Однако для многих промышленных процессов важно получать азот (N2) высокой чистоты. Для этого используют азотные генераторы, которые обеспечивают получение газа непосредственно на месте, позволяют избежать затрат на транспортировку. Это особенно важно для предприятий, которым нужна стабильная подача газа.

Как работает генератор азота

Это устройство, которое извлекает азот из атмосферного воздуха и очищает его от таких компонентов, как кислород, углекислый газ и водяные пары. В зависимости от технологии, применяемой в генераторе, процесс разделения воздуха может достигать различных уровней чистоты и производительности.

Этапы работы генератора:

  1. Забор и сжатие

Атмосферный воздух поступает в систему через воздухозаборник. Далее он сжимается компрессором, его давление увеличивается до рабочего уровня — от 5 до 10 бар.

  1. Осушка сжатого воздуха

Далее воздух поступает в рефрижераторный или адсорбционный осушитель, где удаляется основная влага. Этот этап важен для повышения эффективности дальнейших процессов разделения воздуха.

  1. Разделение воздуха

На этом этапе происходит основное разделение воздуха на компоненты — азот и кислород. В генераторах с адсорбционным методом используется углеродное молекулярное сито, которое задерживает молекулы кислорода, а N2, как менее сорбирующийся газ получают в качестве продукционного газа.

Как это происходит:

  • На первой стадии воздух под давлением поступает в колонну с молекулярным ситом. Кислород адсорбируется ситом, а азот поступает в накопительный ресивер.
  • На второй стадии происходит сброс давления в колонне, это позволяет кислороду десорбироваться и выходить из пор адсорбента.
  • Для ускорения десорбции вторая колонна тоже продувается воздухом, получаемым на выходе первой колонны. Таким образом, процесс разделения газа цикличен, и каждая колонна выполняет свою роль поочередно — одна производит азот, другая очищается и готовится к следующему циклу.
  1. Выход

После разделения воздуха, азот подается на предприятие или в трубопроводы. Чистота получаемого азота — 95- 99,9999%, в зависимости от типа используемой технологии. Генераторы работают непрерывно, обеспечивая стабильную подачу азота в нужном объеме и необходимой чистоты.

Типы генераторов азота

Адсорбционные (PSA)

Используют углеродные молекулярные сита, которые позволяют разделять атмосферный воздух. Процесс адсорбции заключается в том, что молекулы кислорода задерживаются на поверхности сита, в то время как молекулы N2 проходят через систему. Для этого воздух сжимается до определенного давления, а затем поступает в колонку с адсорбентом. Понижение давления позволяет высвободить захваченные молекулы кислорода и вернуть адсорбент в исходное состояние.

Чистота газа, которую можно получить с помощью адсорбционных генераторов азота, достигает 99,9999%. Показатель подходит для высокотехнологичных процессов, например, при производстве электронной продукции.

Мембранные

Работают по принципу диффузии воздуха через полупроницаемую мембрану, которая задерживает молекулы кислорода, пропуская только азот. Такой процесс является непрерывным по сравнению с адсорбцией. Однако при этом не позволяет получить максимальной чистоты газа, как в первом случае. Его концентрация может достигать только 95-99%.

Мембранный генератор азота

Как рассчитать азотный генератор

Конструкция азотного генератора зависит от выбранной технологии, одной из двух — PSA или мембранной фильтрации, а также от давления, объема потребляемого воздуха, желаемой чистоты газа и производительности по азоту.

Для точного расчета производительности используют формулы. Приведем пример для каждого типа.

PSA-генератор

При сжатии воздуха до 6 бар и адсорбции кислорода и углекислого газа можно получить до 1000 м³ азота в час при чистоте 99,999%.

Формула для расчета производительности будет выглядеть так:

Формула.png

где:

Q — производительность генератора (м³/ч),

V — объем сжатого воздуха (м³),

η — коэффициент извлечения азота (для PSA около 0,8-0,9),

P — рабочее давление в системе (бар).

Мембранный тип

При данном методе производительность может быть меньше — около 500 м³/ч при чистоте азота 95-99%. Формула для расчета аналогична, но с меньшим коэффициентом извлечения и меньшим давлением.

При расчете учитывайте, что η — обычно 0,6-0,75.

Как правило, чем выше давление и объем, тем больше азота можно извлечь из воздуха. В случае с мембранными генераторами коэффициент извлечения будет несколько ниже из-за особенностей технологии.

Преимущества генераторов азота

В последние годы эти устройства набирают популярность в промышленности. Теперь проигрывают те, кто пользуется традиционными методами поставки газа, такими как доставка сжиженного азота или использование баллонов. С генератором азота предприятия могут производить газ непосредственно на месте.

Почему их выбирают:

  1. Экономия на транспортировке и хранении

Покупка азота в баллонах или доставка сжиженного газа обойдется дороже, особенно когда требуется постоянная или значительная подача азота по назначению. Генератор заметно сокращает расходы на логистику, хранение, покупку дополнительного оборудования.

  1. Непрерывная и стабильная подача

В отличие от жидкого азота или баллонов, которые нужно регулярно заменять или заправлять, это устройство обеспечивает предприятие газом 24/7.

  1. Чистота получаемого азота

Уровень чистоты, например, 99,9999% невозможно гарантировать при использовании баллонов или доставки сжиженного газа, где могут быть посторонние примеси.  В этом случае, только метод адсорбции позволяет получать газ такой чистоты.

  1. Снижение энергетических затрат

Несмотря на то что генераторы нуждаются в энергии для сжатия воздуха, эти затраты минимальны. Особенно у мембранных моделей — у них высокая энергоэффективность, низкие эксплуатационные расходы.

  1. Простота в обслуживании, долговечность

Современными моделями легко управлять. Они снабжены системой мониторинга, автоматической диагностики. Это позволяет вовремя выявлять и устранять неисправности, минимизирует время простоя, повышает эффективность работы. Также если устройства регулярно обслуживать, проверять их исправность, то они прослужат своим владельцам долгое время.

  1. Гибкость, масштабируемость

Устройства могут быть адаптированы под нужды предприятия, чтобы обеспечить требуемыми объемами газа. Если со временем потребность в газе увеличится, то можно установить дополнительное оборудование или разработать у нас на заказ нестандартные адсорбционные генераторы азота и кислорода.

  1. Экологичность

Получение азота методом адсорбции или с помощью мембран — это экологически чистый способ, процесс происходит непосредственно на месте, без использования дополнительных реагентов.

генератор азота

Как выбрать генератор азота на предприятие

Учитывайте несколько важных факторов перед покупкой:

  • Чистота газа. Если для производства важен высокий показатель качества газа, то тогда подойдут адсорбционные установки. Для менее требовательных процессов, например, упаковки продуктов, выбирайте мембранные модели.
  • Производительность. Для предприятий с потребностью азота в больших объемах, например, от 500 м³/ч и выше, выбирают адсорбционные генераторы или мембранные, в зависимости от чистоты получаемого газа.
  • Экономическая эффективность. Мембранные генераторы по стоимости соизмеримы с адсорбционными. Однако вторые оправдывают свою стоимость за счет более высокого качества получаемого азота.

За разработкой, монтажом и пусконаладкой генераторов азота обращайтесь в компанию «Провита». Гарантируем высокое качество и надежность продукции. Получите консультацию по телефону 8 812 334 56 38 или электронной почте provita.russia+7403@gmail.com.

Другие статьи Все статьи
  • Review icon

    С момента запуска и в настоящее время генератор азота работает стабильно, регулярно проходит плановые технические обслуживания. За всю работу установки проблем связанных с эксплуатацией и надежностью работы не было. Использование данного оборудования в нашем центре позволило существенно сократить потери времени связанные с заменой баллонов.
    Мы рассчитываем на долговременное сотрудничество с ООО «Провита».

    Проректор по НР ТГУ Дунаевский Г.Е.
  • Review icon

    Установка «Провита N750» надежна в эксплуатации, проста в обслуживании и достаточно энергоэффективна. За время эксплуатации установки замечаний по качеству и количеству получаемого азота нет.

    Заместитель директора ОАО "Невские пороги" Правдин С.В.
  • Review icon

    Азотная установка «Провита N700U» вырабатывает азот особой чистоты 1-го сорта (ГОСТ 9293-74) и полностью обеспечивает нашу потребность в азоте. Применение адсорбционной воздухоразделительной установки «Провита N700U» позволило нам отказаться от закупки азота в баллонах у монополиста и начать бесперебойное снабжение производства азотом марки ОСЧ-1, что привело в конечном итоге к снижению затрат. В случае дополнительной потребности в газообразном азоте мы вновь обратимся к нашему надежному поставщику — компании «Провита».

    Начальник АКУ "Сибирское молоко" Филиал ОАО "ВБД" Горбачев С.Ю.
  • Review icon

    За время эксплуатации, при соблюдении всех технических предписаний и руководства по эксплуатации, установка проработала надежно, без сбоев и качественно, потребовала минимальных затрат на эксплуатацию.

    Генеральный директор ООО "НПП Видеоэлектроника" Родич А.Н.
  • Review icon

    Кислородная станция эксплуатируется нами практически круглосуточно. Концентрация кислорода поддерживается на уровне 92-95%, количество заправляемых баллонов в сутки составляет 120-130.

    ООО "ПКФ "Арсенал"
  • Review icon

    Использование адсорбционной азотной установки «Провита-N750» на нашей нефтебазе является одним из основных звеньев обеспечения безопасности технологического процесса при перевалке нефтепродуктов и проведении ремонтно-профилактических работ.

    Генеральный директор ООО "Псковнефть-терминал" Губан Г.
  • Review icon

    Благодаря генератору азота «Провита N-150» нам удалось полностью решить вопрос обеспечения азотом своего предприятия. В настоящее время мы не имеем никаких сложностей с эксплуатацией генератора и получением азота, генератор работает стабильно и надёжно.

    Главный технолог ООО "ДОНСКОЙ ЯНТАРЬ" Бабкин А.В.
  • Review icon

    Компания «Провита» — наш давний и надежный партнер. Проектируя новые производства, мы уверенно закладываем в проекты продукцию компании «Провита».

    Главный инженер ОАО "Тюменский аккумуляторный завод" Еникеев С.С.
  • Review icon
    С вводом в эксплуатацию кислородного концентратора «Провита-140» произошли положительные изменения в работе централизованной системы подачи кислорода и слесарей ремонтников. С момента установки концентратора в БСМП обученными специалистами своевременно производится техническое обслуживание оборудования. Проведение регулярного и качественного технического обслуживания кислородного концентратора «Провита» является условием его бесперебойной работы.
    И.о Главного врача ГБУЗ БСМП Алонцева Н.Н.
  • Review icon
    В процессе эксплуатации установок Провита мы убедились в их надежности, экономичности и простоте обслуживания.
    Генеральный директор ЗАО «Алексеевский молочный комбинат» В.Н. Мартыненко
Наши клиенты