Gerador de nitrogenio gasoso ( PSA x Membrana )

PSA vs Aplicação de Membrana

Download da versão impressa 

A Holtec Gas Systems fabrica geradores de nitrogênio com base nas tecnologias de Adsorção por Pressão e de Separação por Membrana. Mas qual tecnologia é a certa para você? Embora o custo seja um fator importante dessa decisão, há muitos outros fatores que você deve considerar antes de escolher a melhor tecnologia para sua aplicação.

Absorção por oscilação de pressão (PSA) - Descrição do processo

Diagrama CMSA tecnologia PSA trabalha com o conceito de adsorção - o processo pelo qual as moléculas aderem temporariamente à superfície dos materiais com os quais estão em contato. Um gerador de nitrogênio PSA consiste em dois ou mais adsorventes preenchidos com material de separação chamado peneira carbono-molecular (CMS). O CMS é produzido especificamente para ter tamanhos de poros que correspondem ao tamanho relativamente pequeno de uma molécula de oxigênio (em comparação com a molécula nitrogênio relativamente maior.

Em um gerador de nitrogênio PSA, o ar comprimido é retirado da atmosfera e direcionado para um adsorvedor. Sob pressão, o oxigênio no ar comprimido fica "preso" nos poros do CMS, permitindo que os constituintes remanescentes (principalmente nitrogênio) passem pelo sistema sem impedimentos.

Parece simples, não é? Existe apenas um problema. Eventualmente, a separação das moléculas de oxigênio não ocorrerá mais. Isso é chamado saturação, quando as moléculas de oxigênio cobrem completamente a superfície do CMS e não há espaço para que mais sejam adsorvidas.

Ilustração de geração de nitrogênio Rev 2.1 AI6 finalFelizmente, o processo de adsorção é revertido pela despressurização do adsorvedor. É por isso que a tecnologia PSA usa dois ou mais adsorventes. À pressão ambiente, o oxigênio é liberado da superfície do CMS e é devolvido à atmosfera como gás residual, regenerando assim o adsorvedor para uso no próximo ciclo. Enquanto o primeiro adsorvente está em regeneração, o segundo adsorvente está ativamente produzindo nitrogênio. No final do ciclo, o primeiro adsorvedor está novamente pronto para produzir nitrogênio e o segundo adsorvedor se regenera - e assim por diante.

No entanto, cada vez que um adsorvedor volta a funcionar on-line, há um breve período durante a pressurização de que nenhum nitrogênio está sendo produzido. Esta é uma das razões pelas quais todo gerador de nitrogênio PSA requer um tanque receptor de nitrogênio de processo.

Além disso, o uso de ar comprimido durante a etapa de pressurização é maior que o fluxo médio. Para garantir que haja ar comprimido limpo, seco e isento de óleo suficiente para suprir o sistema, um receptor de ar de processo também é normalmente necessário.

Etapas do processo de PSA:

Purificação
1. Ar pressurizado em
2. Absorção de oxigênio
3. Saída de nitrogênio de alta pureza

Regeneração
4. Equalização da pressão (não mostrada)
5. O leito de regeneração despressuriza completamente, permitindo que o gás enriquecido com oxigênio seja dessorvido
6. O gás residual sai através do silenciador

Fluxo de Processo PSA Típico

 Fluxo PSA

  1. Compressor - Ar comprimido é necessário para todos os geradores de nitrogênio PSA. Se o seu site tiver ar comprimido disponível, normalmente entre 100-125 psig (6,9-8,6 barg), esse ar pode ser usado para alimentar um novo PSA. Dependendo do tipo de compressor e tratamento de ar já em vigor, o diagrama acima pode mudar. Se um novo compressor dedicado é necessário, um compressor de parafuso lubrificado é a escolha mais comum por razões de custo e manutenção. As recomendações de equipamento acima assumem este tipo de compressor.
  2. Separador de líquido - Usado para remover água e óleo a granel do ar comprimido.
  3. Secador - Usado para condensar e remover mais água e óleo do ar de alimentação. Se o sistema for instalado em ambiente interno, onde as temperaturas sempre estarão acima do ponto de congelamento, um secador refrigerado poderá ser usado para reduzir o ponto de condensação do ar de alimentação abaixo de 38 ° F / 3 ° C. Se o sistema estiver ao ar livre em um clima onde temperaturas congelantes são possíveis, um secador dessecante será necessário.
  4. Filtro de coalescência de 0,01 mícrons - Usado para reduzir os aerossóis de óleo para menos de 0,0008 ppm.
  5. Cama de Carvão Ativado - Mesmo após um filtro de coalescência de alta qualidade, ainda haverá vapor de óleo no ar comprimido sempre que um compressor lubrificado for usado. Portanto, a Holtec recomenda sempre o uso de um grande leito de pellets de carvão ativado para adsorver os hidrocarbonetos remanescentes, tornando o ar comprimido praticamente livre de óleo. Os filtros de carvão ativado estilo cartucho são muito pequenos, o que significa que o tempo de residência não será longo o suficiente para absorver todo o óleo e, portanto, esse tipo de filtro não é recomendado.
  6. Process Air Receiver - Os requisitos de ar comprimido calculados são sempre uma média. Mas o processo de PSA requer pressurização e despressurização regulares, o que significa que o fluxo de ar instantâneo está sempre mudando ao longo do ciclo de PSA. Pode ser muito menor que a média ou várias vezes maior. Um receptor de ar é, portanto, necessário para garantir que a pressão de alimentação ideal esteja sempre disponível para o gerador de nitrogênio e para garantir que os filtros não sejam transbordados.
  7. PSA Nitrogen Generator - Esperamos que você escolha um gerador de nitrogênio Holtec PSA de alta qualidade e confiável para esta peça de equipamento!
  8. Process Nitrogen Receiver - Assim como o fluxo de ar comprimido muda ao longo do ciclo, o mesmo acontecerá com a taxa de produção de nitrogênio. A pureza do produto também varia, e também haverá vários segundos em cada ciclo em que o nitrogênio não está sendo produzido. Portanto, é necessário um receptor de nitrogênio de processo com cada sistema PSA para fornecer ao seu processo um fluxo constante e estável de nitrogênio na pressão e pureza necessárias.

Através de pesquisas e testes rigorosos, a Holtec desenvolveu um programa de simulação exclusivo para garantir que todos os filtros, tanques, válvulas e tamanhos de linha sejam dimensionados adequadamente para uma operação ideal, garantindo o menor número de problemas aos clientes A manutenção é tipicamente limitada ao compressor padrão e secador PM e a troca regular de filtros e carvão ativado, cujas instalações que utilizam ar comprimido já estão familiarizadas.

Separação de Membranas - Descrição do Processo

Diagrama de MembranaOs geradores de nitrogênio da membrana separam o nitrogênio da atmosfera passando o ar comprimido através de uma membrana permeável. O processo baseia-se no princípio da permeação seletiva de gás. Cada gás tem uma taxa de permeação diferente, assim como a corrente de ar de alimentação comprimida atravessa a membrana, gases com taxas de permeação mais rápidas como 02 e CO2 são liberados de volta à atmosfera como gás residual (junto com alguns N2)membranefibras

O nitrogênio do produto, agora destituído da maior parte do oxigênio e dióxido de carbono, passa pela outra extremidade do separador a uma pressão ligeiramente menor para a coleta ou diretamente na sua aplicação. Ao contrário de um sistema PSA, um tanque receptor de nitrogênio não é necessariamente necessário.

Fluxo típico do processo de membrana

Fluxo do Processo de Membrana

  1. Compressor - É necessário ar comprimido com todos os geradores de nitrogênio da membrana. Se o seu local tiver ar comprimido disponível, normalmente entre este ar pode ser usado para alimentar um sistema de membrana. Dependendo do tipo de compressor e tratamento de ar já em vigor, o diagrama acima pode mudar. A produtividade e eficiência da membrana é significativamente melhorada por pressões mais altas, e elas são tipicamente operadas entre 100-350 psig (6,9-24,1 barg).
  2. Separador de líquido - Usado para remover água e óleo a granel do ar comprimido.
  3. Secador - Dependendo da aplicação, do equipamento existente e do tipo de membrana selecionado, um secador pode ou não ser necessário.
  4. Filtro de coalescência de 0,01 mícrons - Usado para reduzir os aerossóis de óleo para menos de 0,0008 ppm.
  5. Cama de Carvão Ativado - Mesmo após um filtro de coalescência de alta qualidade, ainda haverá vapor de óleo no ar comprimido sempre que um compressor lubrificado for usado. Portanto, a Holtec recomenda sempre o uso de um grande leito de pellets de carvão ativado para adsorver os hidrocarbonetos remanescentes, tornando o ar comprimido praticamente livre de óleo. Os filtros de carvão ativado estilo cartucho são muito pequenos, o que significa que o tempo de residência não será longo o suficiente para absorver todo o óleo e, portanto, esse tipo de filtro não é recomendado. Eles podem, no entanto, ser utilizados quando compressores isentos de óleo são usados ​​para eliminar outros contaminantes.
  6. Filtro de Poeira - A poeira do carvão ativado se acumula no separador de membrana e reduz o desempenho, por isso incluímos um filtro para remover.
  7. Receptor de Ar de Processo - Dependendo da aplicação e do equipamento existente, um receptor de ar pode ser necessário. A melhor localização no fluxo do processo pode mudar dependendo do aplicativo.
  8. Gerador de Nitrogênio por Membrana - Esperamos que você escolha um gerador de nitrogênio de membrana Holtec de alta qualidade e confiável para esta peça de equipamento!
  9. Process Nitrogen Receiver - Ao contrário de um sistema PSA, a produção de nitrogênio na membrana é um processo de estado estacionário onde o nitrogênio está sendo produzido o tempo todo a uma taxa estável. Um receptor de nitrogênio, portanto, não é uma necessidade, mas pode ser incluído quando o cliente também deseja armazenar nitrogênio.
Despachamos para todo o mundo

Para compras acima de R$100,00

OFF

Eletrodos com desconto

Site seguro

Protegemos seus dados