Производство азота с помощью мембранного генератора

Азот важный компонент для разных индустриальных целей. Распространенным применением является использование защитного или инертного газа и, тем самым, предотвращение окисления. Это используется для того чтобы избежать воспламенения, коррозии или нестабильного химического синтеза. Азот можно приобрести прямо из газовых баллонов, временно хранить в азотных резервуарах или генерировать используя при этом газогенератор. Этот прибор является хорошей заменой сжатому жидкому азоту, приобретаемому в баллонах.

Мембранные генераторы — это компактные, простые, долговечные и в то же время легкие устройства по сравнению с другими технологиями для производства газа в точке потребления потребителя. Они требуют минимального обслуживания, поскольку сам мембранный блок не имеет движущихся частей. Оборудование обычно поставляется в виде готового корпуса и контейнера для продукции.

Мембранные генераторы требуют постоянного рабочего давления сжатого воздуха, иначе возникают колебания в чистоте конечного продукта.

Главные преимущества данных конструкций:

• низкое энергопотребление;
• проверенная технология;
• простое и интуитивное управление;
• универсальное и легкое управление процессом;
• переменная мощность;
• небольшой вес и компактность;
• тихий режим работы, никакого лишнего шума;
• минимальное техническое обслуживание.

Принцип функционирования мембранной установки заключается в том, что атмосферный воздух сжимается воздушным компрессором и пропускается через мембрану из полых волокон, которая отфильтровывает в основном кислород, оставляя после себя газ с высоким содержанием азота.

Более современные системы генерации азота могут включать несколько стадий фильтрации до достижения мембраны, которая удаляет больше других частиц в газе, таких как пыль и влага. Фильтры тонкой очистки обычно применяется при производстве азота и предназначены для удаления частиц в воздухе, а осушители применяются для удаления влаги. Помимо обеспечения более высокой чистоты азота, эти дополнительные этапы фильтрации защищают мембрану.

Как происходит процесс производства азота с помощью мембранной установки?

В надежных и оригинальных конструкциях с мембранными модулями сжатый воздух подается в набор жгутов с мембранными волокнами, где происходит процесс газопроницания. В ходе этого вода, кислород и немного аргона проходят через мембранные волокна, откуда они удаляются через специальный порт. На заключительном этапе на выходе остается обработанный соответствующим образом азот. Мембранная экстракция азота функционирует на скорости проникновения отдельных газов через мембрану.

Как функционирует мембранная установка?

Мембранные устройства изготовленные на легком методе работы. Основной частью таких приборов является мембранный модуль (около 10 см в диаметре), который заполняется небольшими специальными полимерными волокнами. Изначально в модуль подается чистый, сухой сжатый воздух, часть которого выходит из волокон из-за их структуры. Во время этого процесса, называемого проницаемостью, вода, кислород и часть аргона выходят через сторону волокон, обращенную к мембране. Наконец, остается только азот. Этот процесс возможен благодаря разной скорости проникновения разных молекул; H2O проникает достаточно быстро, в то время как кислороду нужно чуть больше времени. Аргон и азот проникают в модуль довольно медленно, поэтому они остаются в волокнах надолго после того, как из них выходят H2O и кислород (некоторое количество аргона также выходит, но было бы неэффективно полностью удалять его из воздушного потока). Вследствие проникновения через стенку волокна в корпусе мембраны создается избыточное давление. Волокна засоряются, и эффективность проницаемости значительно снижается. Чтобы этого не произошло, в корпусе имеется отверстие — пермеатное отверстие, через которое могут выходить такие «отработанные» газы (включая H2O, кислород и аргон).

По какому принципу работают генераторы азота PSA?

При покупке азота у сторонних компаний предприятия сталкиваются с транспортными расходами, арендой резервуаров, логистическими проблемами, а также с высокой стоимостью закупки единицы продукции. Азот хранится под высоким давлением, поэтому обращение с ним должно соответствовать соответствующим требованиям безопасности, что также увеличивает затраты. Чтобы обеспечить постоянное наличие азота, компании инвестируют в азотные генераторы, которые позволяют вырабатывать необходимое количество азота без его хранения.

Станция получения азота состоит из 3 основных компонентов: компрессора, системы подготовки воздуха и секции разделения азота (мембранной или адсорбционной). В случае генераторов азота PSA, соответствующим образом обработанный сжатый воздух подается в колонну, заполненную молекулярным ситом CMS на основе углерода, целью которого является отделение кислорода от воздуха. Этот процесс предоставляет возможность получать азот очень высокой чистоты. Мембранная установка позволяет отделить сжатый воздух от других газов (кислород, углекислый газ и водяной пар) с помощью пластиковой мембраны из полых волокон, для получения обогащенного азота. В отличие от технологии PSA, немногие компоненты подвержены механическим нагрузкам, генераторы более компактны, а точка росы продукта значительно ниже, при -70. Кроме того, не существует адсорбционных сушилок или холодильных осушителей и воздушных резервуаров между компрессором и  генератором азота.

Наша компания ООО «Газ Сервис Консалтинг» готова предоставить качественные и профессиональные услуги для предприятий нефтехимической, нефтегазовой промышленности и компаний энергетического сектора. Каждая услуга предоставляется на высоком профессиональном уровне для комфорта и удобства наших клиентов.