A generatore di azoto è un sistema industriale che produce gas azoto in loco separandolo dall'aria compressa. Invece di fare affidamento su bombole di azoto consegnate o serbatoi di azoto liquido, questi sistemi estraggono l’azoto, che lo costituisce 78% dell'atmosfera terrestre —e fornirlo con purezze che vanno dal 95% al 99,999% a seconda dei requisiti dell'applicazione.
Il vantaggio principale risiede nell’eliminazione dei problemi logistici, dei costi e della sicurezza associati ai metodi tradizionali di fornitura di azoto. Le industrie, dall'imballaggio alimentare alla produzione di componenti elettronici, utilizzano generatori di azoto per mantenere una fornitura di gas costante riducendo al tempo stesso le spese operative 40-60% rispetto alla portata del cilindro .
I generatori di azoto funzionano filtrando l'aria compressa attraverso tecnologie di separazione specializzate. Il processo inizia con un compressore d'aria che fornisce aria pressurizzata al generatore, che poi rimuove ossigeno, vapore acqueo e altri gas in traccia per isolare le molecole di azoto.
L'efficienza di questo processo dipende dalla tecnologia di separazione utilizzata, con diversi metodi adatti a diversi requisiti di purezza e portate.
Due tecnologie primarie dominano il mercato della generazione di azoto, ciascuna con vantaggi distinti per applicazioni specifiche.
I generatori di azoto PSA utilizzano materiale con setaccio molecolare al carbonio (CMS) per assorbire selettivamente le molecole di ossigeno consentendo al tempo stesso il passaggio dell'azoto. Il sistema contiene due torri che alternano ciascuna fase di adsorbimento e rigenerazione 30-120 secondi .
Le caratteristiche chiave includono:
I sistemi a membrana utilizzano membrane a fibra cava con velocità di permeazione diverse per varie molecole di gas. L'ossigeno e il vapore acqueo permeano attraverso la parete della membrana più velocemente dell'azoto, creando un flusso arricchito di azoto.
Le caratteristiche chiave includono:
| Caratteristica | Generatori di PSA | Generatori di membrane |
|---|---|---|
| Massima purezza | 99,999% | 99,5% |
| Parti in movimento | Sì (valvole) | No |
| Efficienza energetica | Più in alto | Più in basso |
| Costo iniziale | Più in alto | Più in basso |
| Manutenzione | Moderato | Minimo |
I generatori di azoto svolgono funzioni critiche in diversi settori in cui l'atmosfera inerte, la conservazione dei prodotti o le applicazioni di sicurezza richiedono una fornitura di azoto affidabile.
Il confezionamento in atmosfera modificata (MAP) utilizza l'azoto per sostituire l'ossigeno, prolungando la durata di conservazione 200-400% per prodotti come caffè, noci e frutta secca. I birrifici utilizzano l'azoto per la polmonazione e la carbonatazione dei serbatoi, consumando fino a 500 metri cubi al giorno nelle operazioni di medie dimensioni.
I forni per saldatura ad onda e a riflusso richiedono atmosfere di azoto Purezza del 99,99%. per prevenire l'ossidazione durante l'assemblaggio del PCB. Una tipica linea SMT consuma 50-100 metri cubi di azoto all'ora, rendendo la generazione in loco economicamente essenziale per gli impianti ad alto volume.
La copertura del reattore, l'essiccazione del prodotto e lo spurgo delle tubazioni richiedono ambienti con azoto controllato. Le strutture farmaceutiche spesso ne hanno bisogno Purezza 99,5-99,9%. con documentazione conforme ai requisiti FDA 21 CFR Parte 11 per i record elettronici.
Lo spurgo delle tubazioni, i test di pressione e le applicazioni migliorate di recupero del petrolio consumano enormi volumi di azoto. Le piattaforme offshore utilizzano sempre più generatori a membrana a causa della loro progettazione senza parti mobili e resistenza al movimento e alle vibrazioni.
Le operazioni di taglio laser, brasatura e ricottura utilizzano l'azoto per prevenire l'ossidazione e la formazione di incrostazioni. Una singola macchina da taglio laser può consumare 20-40 metri cubi all'ora con purezza del 99,999% per applicazioni su acciaio inossidabile.
La motivazione finanziaria per i generatori di azoto è incentrata sull’eliminazione dei costi di fornitura ricorrenti e sul miglioramento della flessibilità operativa.
Per una struttura che consuma 100 metri cubi di azoto al giorno , i costi annuali sono così ripartiti:
Con costi di sistema tipici che vanno da Da $ 25.000 a $ 150.000 a seconda dei requisiti di capacità e purezza, i periodi di ammortamento sono in media da 1,5 a 3 anni per il funzionamento continuo.
Oltre alla riduzione diretta dei costi, i generatori di azoto eliminano:
Il corretto dimensionamento del generatore di azoto richiede l'analisi di tre parametri critici: portata, livello di purezza e pressione operativa.
Calcola il consumo orario di punta misurando l'utilizzo effettivo durante le condizioni di massima produzione. Aggiungi un Margine di sicurezza del 20-30%. per tenere conto della crescita futura e delle variazioni del processo. I sistemi vanno da piccole unità da 5 metri cubi all'ora a installazioni industriali che producono oltre 10.000 metri cubi all'ora.
Adattare l'output del generatore alle effettive esigenze dell'applicazione anziché specificare eccessivamente. Ogni aumento dell'1% della purezza superiore al 99% richiede 15-25% di energia in più e attrezzature più grandi. I livelli di purezza comuni includono:
I generatori di azoto richiedono aria compressa pulita e asciutta con un volume adeguato. Come regola generale, i sistemi PSA necessitano 4-5 metri cubi di aria compressa per produrre 1 metro cubo di azoto al 99% di purezza. I sistemi a membrana richiedono 5-8 metri cubi per metro cubo di azoto prodotto.
I generatori di azoto richiedono una manutenzione minima ma fondamentale per garantire prestazioni costanti e longevità.
Le principali attività di manutenzione includono:
I sistemi a membrana richiedono ancora meno interventi:
Il fattore più critico che influisce sulla durata della vita è la qualità dell'aria compressa. La contaminazione di olio e acqua può danneggiare permanentemente i mezzi di separazione nel giro di pochi mesi, rendendo essenziale un adeguato trattamento dell'aria.
La generazione di azoto in loco riduce l'impatto ambientale rispetto ai metodi di consegna tradizionali, migliorando al tempo stesso la sicurezza sul posto di lavoro.
L’eliminazione dei viaggi con i camion per le consegne riduce le emissioni di CO2 del 60-80% rispetto alla mandata del cilindro. Un impianto che utilizza 100 metri cubi al giorno consente un risparmio di circa 15 tonnellate di CO2 all'anno evitando le emissioni dei trasporti.
La generazione in loco elimina i rischi legati alla movimentazione delle bombole ad alta pressione e riduce l'esposizione ai liquidi criogenici. I generatori di azoto funzionano a 7-10 bar rispetto ai 200 bar delle bombole di stoccaggio, riducendo significativamente i rischi di guasti catastrofici. Inoltre, la disponibilità continua impedisce ai lavoratori di rinviare le procedure di sicurezza a causa della carenza di gas.
La tecnologia di generazione dell’azoto continua ad evolversi con miglioramenti nell’efficienza energetica, nell’automazione e nelle capacità di integrazione.
Le recenti innovazioni includono compressori con azionamento a velocità variabile che riducono il consumo di energia 20-35% durante il funzionamento a carico parziale, sistemi di monitoraggio abilitati all’IoT che prevedono le esigenze di manutenzione prima che si verifichino guasti e sistemi ibridi che combinano le tecnologie PSA e a membrana per ottimizzare l’efficienza attraverso diversi profili di domanda.
Le formulazioni avanzate di setacci molecolari al carbonio ora raggiungono la stessa purezza a differenziali di pressione più bassi, riducendo i requisiti di energia di compressione. Alcuni produttori riferiscono Risparmio energetico del 40%. rispetto ai sistemi di dieci anni fa, occupando il 30% di spazio in meno.
TEL: +86-15850254955
EMAIL: [email protected]
ADD: N. 2, Zona industriale meridionale, città di Sancang, città di Dongtai, città di Yancheng, provincia di Jiangsu, Cina
Copyright © Jiangsu Luoming Purificazione Technology Co., Ltd. Tutti i diritti riservati.
Produttori di impianti di generazione di ossigeno Fabbrica di impianti di ossigeno PSA Fornitori di impianti di generazione di ossigeno PSA
The information provided on this website is intended for use only in countries and jurisdictions outside of the People's Republic of China.
