Generatory azotu - własna produkcja azotu ze sprężonego powietrza

Powietrze atmosferyczne składa się w około 78 procentach z azotu i w około 21 procentach z tlenu. Generator azotu oddziela tlen od azotu, a do pracy potrzebuje wyłącznie czystego, suchego sprężonego powietrza i energii elektrycznej. Stosuje się dwie technologie.

Generator azotu PSA (adsorpcja zmiennociśnieniowa)

Generator azotu PSA ma dwie kolumny wypełnione sitem węglowym CMS. Pod ciśnieniem złoże adsorbuje tlen i śladowe ilości innych gazów, a azot przepływa dalej do zbiornika. Gdy złoże w jednej kolumnie się nasyca, kolumna jest rozprężana, tlen zostaje uwolniony do atmosfery, a pracę przejmuje druga kolumna. Cykl adsorpcji i regeneracji powtarza się naprzemiennie, dzięki czemu strumień azotu jest ciągły.

Generator membranowy (włókna kanalikowe)

W generatorze membranowym sprężone powietrze płynie przez wiązkę cienkich, pustych w środku włókien polimerowych. Tlen, para wodna i dwutlenek węgla przenikają przez ściankę włókien szybciej niż azot, więc na wylocie zostaje strumień wzbogacony w azot. Membrana nie ma elementów ruchomych ani zaworów przełączających, jest prosta i kompaktowa.

Granica opłacalności leży orientacyjnie przy około 98 procentach czystości: poniżej zwykle wygrywa membrana, powyżej generator PSA.

Generator nie tworzy azotu z niczego: odrzuca część powietrza zasilającego. Im wyższa czystość, tym więcej powietrza trzeba sprężyć na każdy metr sześcienny azotu.

Wniosek jest prosty: im wyższa czystość, tym większa sprężarka, większe zużycie energii i wyższy koszt azotu. Nie warto zamawiać czystości wyższej, niż naprawdę wymaga proces.

Kompletny tor wytwarzania azotu składa się z kolejnych elementów:

sprężarka śrubowa → zbiornik powietrza → osuszacz → filtracja koalescencyjna i węglowa → generator azotu → zbiornik azotu

Powietrze zasilające według ISO 8573-1 powinno mieć klasę 1 w zakresie oleju, punkt rosy dobrany do technologii generatora oraz ciśnienie typowo 6 do 10 bar.

Rola elementów uzdatniania

• Filtr koalescencyjny zatrzymuje aerozole oleju, wodę i cząstki stałe, chroniąc złoże CMS lub membranę.
• Filtr węglowy usuwa opary oleju i zapachy, których nie zatrzyma filtr koalescencyjny.
• Osuszacz obniża punkt rosy, bo wilgoć skraca żywotność sit i membran.
• Spust kondensatu odprowadza wodę ze zbiornika, osuszacza i filtrów bez strat powietrza.
• Pomiar punktu rosy i tlenu pozwala stale kontrolować jakość powietrza zasilającego i czystość azotu.

Więcej o uzdatnianiu przeczytasz na stronie filtracja sprężonego powietrza, a o rurociągach na stronie instalacje sprężonego powietrza.

Największą część kosztu azotu z generatora stanowi energia potrzebna do sprężenia powietrza. Dlatego przy doborze i eksploatacji instalacji zwracamy uwagę na kilka konkretnych elementów:

• Czystość dobrana pod proces, a nie na zapas. Każdy stopień czystości wyżej oznacza większe zużycie powietrza na 1 Nm³ azotu, a więc większą sprężarkę i wyższy rachunek za prąd.
• Brak transportu butli i cystern. Własna produkcja na miejscu eliminuje dostawy oraz straty odparowania ciekłego azotu, co przekłada się na mniejszy ślad CO₂ związany z zaopatrzeniem w gaz.
• Produkcja tylko tyle, ile potrzeba. Generator wytwarza azot zgodnie z bieżącym poborem, a sterowanie zatrzymuje układ, gdy odbiór ustaje, więc instalacja nie zużywa energii bez potrzeby.

Ciepło ze sprężarki zasilającej generator można odzyskać i wykorzystać do ogrzewania budynku (c.o.) lub podgrzewania wody użytkowej. Szczegóły opisujemy na stronie odzysk ciepła ze sprężarek.

Szczelna instalacja obniża koszt każdego Nm³ azotu, bo powietrze tracone na wyciekach trzeba wytworzyć ponownie. Skalę strat oszacujesz w kalkulatorze kosztu wycieków, a pełny obraz zużycia energii daje audyt sprężonego powietrza.

Regularny serwis utrzymuje czystość i wydajność azotu. W ramach przeglądów wykonujemy:

• przeglądy okresowe i kontrolę czystości oraz wydajności azotu,
• wymianę złóż CMS i modułów membranowych,
• wymianę wkładów filtrów koalescencyjnych i węglowych,
• kalibrację czujników tlenu.

Serwisujemy generatory azotu różnych producentów oraz układy uzdatniania powietrza, także przy okazji przeglądu sprężarki i osuszacza. Zobacz też serwis osuszaczy sprężonego powietrza.