Jak funguje generátor dusíku: PSA vs. technologie membránové separace

Použití plynného dusíku se stalo standardní metodou prevence koroze v suchých potrubích a systémech protipožárních sprinklerů.

Eliminací přítomnosti kyslíku v potrubí systému je minimalizována koroze a tvorba usazenin. To pomáhá zmírnit riziko netěsností a zabraňuje tvorbě překážejícího materiálu, čímž je zajištěno, že systém bude v případě požáru fungovat tak, jak byl navržen.

Zatímco u některých malých systémů byly jako zdroj dusíku používány lahve s dusíkem, nutnost časté výměny lahví a riziko chybného vypnutí v důsledku ztráty plynu udržujícího tlak omezuje účinnost tohoto přístupu. Spíše se instalace generátorů dusíku jako trvalého zdroje dusíku stala preferovanou metodou, a to jak u nových, tak u stávajících instalací.

Když na to přijdetechnologie výroby dusíku,existují dva primární způsoby výroby plynného dusíku na místě: dusíkové separační membrány a tlaková swing adsorpce (PSA).

I když každý přístup má své klady a zápory, několik klíčových výhod dělá z membránových{0}}generátorů ECS ideální volbu pro průmysl hasicích zařízení:

- Nepotřebujete sušičky vzduchu se speciální vstupní filtrací vzduchu
- Nižší hmotnost, menší instalovaná plocha
- Jednoduchá údržba/oprava
- Poskytněte průmyslový standard 98% dusíku

Abyste lépe porozuměli klíčovým rozdílům mezi těmito dvěma typy generátorů, musíte nejprve pochopit, jak produkují dusík. Zatímco oba typy generátorů produkují plynný dusík vysoké čistoty ze stlačeného vzduchu, dělají tak dvěma výrazně odlišnými způsoby, což má velký vliv na to, jak jsou navrženy a udržovány.

Srdcem generátoru dusíku využívajícího techniku ​​Membrane Separation je nepřekvapivě separační membrána. Membrána se skládá z tisíců dutých vláken, kterými prochází stlačený vzduch. Stěny každého vlákna jsou propustné pro molekuly plynu, ale některé plyny mohou procházet snadněji než jiné. Tyto „rychlé“ plyny, včetně kyslíku, CO2 a vodní páry, procházejí stěnami vláken a jsou odváděny do atmosféry. „Pomalý“ plyn, dusík, prochází stěnou vlákna mnohem pomaleji a na výstupu z membrány vytváří proud dusíku o vysoké čistotě. Membrána nemá žádné pohyblivé části, pouhé ovládání tlaku a průtoku stlačeného vzduchu membránou vede k produkci dusíku o vysoké čistotě.

Atmosférický vzduch obsahuje 78 % dusíku a proces PSA využívá CMS k extrakci tohoto dusíku ze vzduchu.

Proces PSA se skládá ze 2 nádob naplněných uhlíkovými molekulárními síty a aktivovaným oxidem hlinitým.

Jednou nádobou prochází čistý stlačený vzduch a jako produktový plyn vychází čistý dusík.

Výfukové plyny (kyslík) jsou odváděny do atmosféry. Po krátké době generování, po nasycení lože molekulárního síta, proces přepne generování dusíku do druhého lože automatickými ventily, přičemž se nasycené lože nechá podstoupit regeneraci odtlakováním a propláchnutím na atmosférický tlak.

2-nádoby tak střídavě cyklují při výrobě a regeneraci dusíku, což zajišťuje, že plynný dusík je nepřetržitě dostupný pro váš proces.

Potřebuji na přívodu vzduchu vysoušeč vzduchu nebo jinou speciální filtraci?

Oddělení membrány:Každý generátor obsahuje -filtraci v potrubí k odstranění částic, kapalné vody a přenosu uhlovodíků z proudu vzduchu před vstupem do separační membrány. Membrány Air Products, které ECS používá, jsou navrženy tak, aby odfiltrovaly vodní páru, čímž se eliminuje potřeba chlazené nebo vysoušecí sušičky před jednotkou.

Adsorpce při kolísání tlaku (PSA):Jednotky PSA také obvykle obsahují -filtraci částic v potrubí a přenášejí -uhlovodíky ve svém zdrojovém vzduchovém potrubí, aby chránily materiál CMS. Na rozdíl od membrán Air Products PRISM® však může být materiál CMS v jednotkách PSA nepříznivě ovlivněn vodou/vodní párou ve zdroji plynu. Vodní pára by byla také adsorbována materiálem CMS, což by snížilo účinnost separačního procesu a vedlo by k nižší čistotě dusíku.

Kromě toho, pokud dojde k přenášení vody nebo pokud dojde ke kondenzaci v adsorpčních nádržích, může dojít k poškození materiálu CMS. Kapalná voda může vést k usměrňování materiálu CMS, což má za následek nesprávné proudění vzduchu ložem a snížení produkce. V některých případech může být CMS neopravitelně poškozen a vyžaduje kompletní výměnu. Z tohoto důvodu budou generátory PSA vždy vyžadovat chlazený vysoušeč vzduchu na vstupním proudu plynu, což má za následek další potenciální místo poruchy a zvýšenou spotřebu elektrické energie.

Existují nějaké rozdíly ve velikosti/hmotnosti/stopě obou metod tvorby dusíku?

Oddělení membrány:Vzhledem k tomu, že technika membránové separace vyžaduje tak málo pohyblivých částí, byla společnost ECS schopna zkonstruovat své systémy tak, aby měly nejmenší půdorys ze všech generátorů dusíku, které jsou v současnosti na trhu. Kromě toho ECS používá k inertizaci protipožárních sprinklerových systémů metodu plnění a proplachování, čímž eliminuje potřebu skladovací/vyrovnávací nádrže dusíku, dále snižuje nároky na zařízení a poskytuje významné úspory a náklady na instalaci materiálu a práce.

Adsorpce při kolísání tlaku (PSA):Přidané ovládací prvky, ventily, adsorpční lůžka, chlazená sušička a vyrovnávací nádrž na dusík, které vyžaduje přístup PSA, mají za následek výrazně těžší a objemnější zařízení. To má za následek vyšší náklady na instalaci a větší nároky na prostor v místě instalace.

Jaká je předpokládaná životnost zařízení a jaké jsou výsledné náklady na opravu?

Oddělení membrány:Stejně jako jakýkoli jiný prodávaný produkt existuje několik výrobců dusíkových membrán, někteří vyrábějí vysoce-kvalitní produkty a jiní vyrábějí cenově dostupné produkty. Od svého založení ECS používá membrány Air Products PRISM®, které představují nejvyšší kvalitu dostupné technologie. Společnost Air Products vynalezla technologii separace dusíkové membrány v 70. letech minulého století a neustále ji zdokonalovala.

V současné době jsou jejich membrány navrženy pro očekávanou životnost dvacet (20) let při 100% pracovním cyklu (v průmyslu požární ochrany používáme membránu při maximálně 10% pracovním cyklu). Náklady na výměnu membrány jsou maximálně 25 % nákladů na generátor dusíku. Dále, práce spojená s výměnou dusíkové membrány v terénu je minimální a může být provedena během jedné hodiny instalatérem požárních sprinklerů, aby se jednotka znovu zprovoznila a systém protipožární ochrany se vrátil do provozu.

Adsorpce při kolísání tlaku (PSA):Většina výrobců PSA uvádí, že materiál CMS má typickou životnost 20+ let, pokud je prováděna správná údržba a filtrace vzduchu. Není však jasné, zda výměnu CMS může provést personál na místě nebo zda výměnu vyžaduje zástupce výrobce. Práce by zahrnovaly demontáž dvou adsorpčních kolon, odstranění starého materiálu CMS a opětovné zabalení kolon podle původních specifikací novým materiálem CMS.

Znovu naplněné kolony by pak musely být otestovány, aby se zajistilo, že dojde k řádné separaci plynů. Toto je pracné-cvičení, které je nutné provést, když je jednotka mimo provoz, což má za následek ztrátu kontrolního plynu do suchých a bezpečnostních hasicích systémů. Kromě materiálu CMS přidává přidaná složitost generátorů PSA k zařízení další body selhání, a to jak na řídicím zařízení, tak na automatických ventilech, které přepínají průtok mezi dvěma adsorpčními kolonami. Jakákoli porucha těchto komponent by měla za následek vyřazení systému z provozu.

Je mezi těmito dvěma typy generátorů dusíku rozdíl v rychlosti výroby nebo v čistotě plynu?

Membrány pro separaci dusíku mohou typicky produkovat dusík o čistotě až 99,5 %, zatímco generátory dusíku PSA mohou dosáhnout čistoty až 99,9995 %. Realisticky, rozdíl v potenciální čistotě mezi těmito dvěma nemá žádný význam v průmyslu protipožárních sprinklerů, kde se 98% čistota dusíku stala průmyslovým-standardem pro kontrolu koroze.

Stejně jako vzduchové kompresory, generátory dusíku přicházejí v široké škále modelů s různou rychlostí produkce dusíku. ECS má řadu osmi (8) generátorů dusíku, které splňují širokou škálu aplikací, od jednoho malého suchého potrubního systému až po zařízení chráněná 25+ systémy, všechny napájené jediným generátorem dusíku. ECS při dimenzování svých generátorů bere v úvahu přípustné úniky NFPA 13 i NFPA 25, aby bylo zajištěno, že budou vždy držet krok s požadavky systému.

Vyžádejte si cenovou nabídku

Kromě generátoru dusíku PSA vyrábíme také generátory kyslíku VPSA, generátory kyslíku PSA, akumulační nádrže, výměníky tepla a další produkty. Máte-li zájem o psa dusík Systems nebo jiné produkty, neváhejte poslat e-mail na adresusales@gneeheatex.com. Velmi rádi Vás obsloužíme.

FAQ

Co je generátor dusíku PSA?

PSA je zkratka pro tlakový swing adsorpce. Jde o technologii, kterou lze využít k výrobě dusíku nebo kyslíku pro profesionální účely. Za prvé, nádrž A je ve fázi adsorpce, zatímco nádrž B se regeneruje. Ve druhé fázi obě nádoby vyrovnají tlak, aby se připravily na přepnutí.

Kdo je výrobcem generátoru dusíku PSA?

GNEE je čínský výrobce PSA dusíkatých plynáren. Vítejte v GNEE. GNEE je čínský výrobce vysoce-kvalitních-místních PSA generátorů dusíkového plynu.

Jaký je rozdíl mezi PSA a membránovým generátorem dusíku?

Membránová technologie je ideální pro aplikace s nízkou-čistotou, zatímco technologie PSA může produkovat-čistotu dusíku. Obě technologie nabízejí nákladově-efektivní a spolehlivá řešení pro výrobu dusíku v různých průmyslových odvětvích.

Co je PSA při zplyňování?

Adsorpce při kolísání tlaku (PSA) je plně vyvinutá a komercializovaná technologie pro separaci plynů, která spočívá v selektivní adsorpci plynu v adsorpčním materiálu. Tento materiál má schopnost selektivně adsorbovat a desorbovat plyn v závislosti na provozním tlaku.

Jaký je princip fungování PSA?

Princip technologie adsorpce kolísáním tlaku (PSA).
Při adsorpci s kolísáním tlaku adsorbují specializované adsorpční materiály molekuly plynu, jako je kyslík, oxid uhličitý, vodní pára a další plyny pod vysokým tlakem s výjimkou dusíku.

Jaká je životnost generátoru dusíku?

Generátory dusíku PSA jsou obvykle navrženy s životností zařízení 20 až 25 let. Membránové generátory dusíku mají také dlouhou životnost. Membrány některých výrobců mohou vydržet až 15 let, než je nutná výměna.

Co je generátor PSA?

PSA je zkratka pro tlakový swing adsorpce. Jde o technologii, kterou lze využít k výrobě dusíku nebo kyslíku pro profesionální účely. Za prvé, nádrž A je ve fázi adsorpce, zatímco nádrž B se regeneruje. Ve druhé fázi obě nádoby vyrovnají tlak, aby se připravily na přepnutí.

Jak funguje systém PSA?

Proces adsorpce při kolísání tlaku (PSA) je založen na jevu, že pod vysokým tlakem mají plyny tendenci se zachycovat na pevných površích, tj. být „adsorbovány“. Čím vyšší je tlak, tím více plynu se adsorbuje. Při poklesu tlaku se plyn uvolňuje nebo desorbuje.