Как работает генератор азота: PSA против технологии мембранного разделения

Использование газообразного азота стало стандартным методом предотвращения коррозии в сухотрубных и спринклерных системах предварительного пожаротушения.

Устранив присутствие кислорода в трубопроводах системы, можно свести к минимуму коррозию и образование отложений. Это помогает снизить риск утечек и предотвращает образование препятствующего материала, тем самым гарантируя, что система будет работать должным образом в случае пожара.

Хотя в некоторых небольших системах в качестве источника азота использовались баллоны с азотом, необходимость частой замены баллонов и риск ложных срабатываний из-за потери газа для поддержания давления ограничивают эффективность этого подхода. Скорее, установка генераторов азота в качестве постоянного источника азота стала предпочтительным методом как для новых, так и для существующих установок.

Когда дело доходит дотехнология получения азота,Существует два основных метода производства газообразного азота на месте: мембраны для разделения азота и адсорбция при переменном давлении (PSA).

Хотя у каждого подхода есть свои плюсы и минусы, несколько ключевых преимуществ делают мембранные генераторы ECS-идеальным выбором для спринклерной промышленности:

- Не требуются осушители воздуха для специальной фильтрации подаваемого воздуха.
- Меньший вес, меньшая занимаемая площадь
- Простое обслуживание/ремонт
- Обеспечить 98 % азота, соответствующий отраслевому стандарту.

Чтобы лучше понять ключевые различия между двумя типами генераторов, сначала необходимо понять, как они производят азот. Хотя оба типа генераторов производят газообразный азот высокой чистоты из сжатого воздуха, они делают это двумя совершенно разными способами, что оказывает большое влияние на их конструкцию и обслуживание.

Сердцем генератора азота, использующего метод мембранной сепарации, является, что неудивительно, сепарационная мембрана. Мембрана состоит из тысяч полых волокон, через которые пропускают сжатый воздух. Стенки каждого волокна проницаемы для молекул газа, но некоторые газы проходят сквозь них легче, чем другие. Эти «быстрые» газы, включая кислород, CO2 и водяной пар, проходят через стенки волокна и выбрасываются в атмосферу. «Медленный» газ, азот, проходит через стенку волокна гораздо медленнее, создавая поток азота высокой чистоты на выходе из мембраны. В мембране нет движущихся частей, простой контроль давления и скорости потока сжатого воздуха через мембрану приводит к производству азота высокой чистоты.

Атмосферный воздух содержит 78% азота, и в процессе PSA используется CMS для извлечения этого азота из воздуха.

Процесс PSA состоит из двух сосудов, заполненных углеродными молекулярными ситами и активированным оксидом алюминия.

Чистый сжатый воздух проходит через один резервуар, а чистый азот выходит в виде продуктового газа.

Выхлопной газ (кислород) выбрасывается в атмосферу. После короткой продолжительности генерации, после насыщения слоя молекулярного сита, процесс переключает генерацию азота на другой слой с помощью автоматических клапанов, позволяя при этом насыщенному слою пройти регенерацию путем сброса давления и продувки до атмосферного давления.

Таким образом, два резервуара попеременно работают при производстве и регенерации азота, обеспечивая постоянную доступность газообразного азота для вашего процесса.

Нужен ли мне осушитель воздуха или какая-либо другая специальная фильтрация для подачи воздуха?

Мембранное разделение:Каждый генератор включает в себя-линейную фильтрацию для удаления твердых частиц, жидкой воды и переноса углеводородов из воздушного потока перед входом в разделительную мембрану. Мембраны Air Products, используемые ECS, предназначены для фильтрации водяного пара, что устраняет необходимость в охлаждаемом или осушительном осушителе перед устройством.

Адсорбция при переменном давлении (PSA):Установки PSA также обычно включают в себя-линейную фильтрацию твердых частиц и перенос-углеводородов в линию подачи исходного воздуха для защиты материала CMS. Однако, в отличие от мембран Air Products PRISM®, материал CMS в установках PSA может подвергаться негативному воздействию воды/водяного пара в источнике газа. Водяной пар также будет адсорбироваться материалом CMS, что снизит эффективность процесса разделения и приведет к снижению чистоты азота.

Кроме того, если в адсорбционных резервуарах присутствует остаточная вода или образуется конденсат, материал CMS может быть поврежден. Жидкая вода может привести к растеканию материала CMS, что приведет к неправильному потоку воздуха через слой и снижению производительности. В некоторых случаях CMS может быть необратимо повреждена и потребуется полная замена. По этой причине генераторы PSA всегда требуют установки осушителя охлажденного воздуха на входном потоке газа, что приводит к еще одной потенциальной точке отказа и увеличению потребления электроэнергии.

Есть ли какие-либо различия в размере/весе/занимаемой площади двух методов получения азота?

Мембранное разделение:Поскольку метод мембранного разделения требует очень мало движущихся частей, компания ECS смогла спроектировать свои системы так, чтобы они занимали наименьшую площадь среди всех генераторов азота, имеющихся в настоящее время на рынке. Кроме того, ECS использует метод заполнения и продувки для инертизации спринклерных систем пожаротушения, что устраняет необходимость в хранилище азота/буферном резервуаре, еще больше снижает занимаемую площадь оборудования и обеспечивает значительную экономию, а также затраты на материалы и рабочую силу при установке.

Адсорбция при переменном давлении (PSA):Дополнительные элементы управления, клапаны, адсорбционные слои, охлаждаемая сушилка и буферный резервуар для азота, необходимые в рамках подхода PSA, приводят к значительному увеличению веса и громоздкости оборудования. Это приводит к более высоким затратам на установку и увеличению требований к пространству в месте установки.

Каков ожидаемый срок службы оборудования и какова в результате стоимость ремонта?

Мембранное разделение:Как и любой другой продаваемый продукт, существует несколько производителей азотных мембран, некоторые из них производят продукцию-высокого качества, а некоторые предлагают недорогие варианты. С момента своего создания компания ECS использовала мембраны Air Products PRISM®, которые представляют собой высочайшее качество среди доступных технологий. Компания Air Products изобрела технологию мембранного разделения азота в 1970-х годах и продолжает ее совершенствовать.

В настоящее время их мембраны рассчитаны на срок службы двадцать (20) лет при рабочем цикле 100% (в противопожарной промышленности мы используем мембраны при рабочем цикле не более 10%). Стоимость замены мембраны составляет не более 25% от стоимости генератора азота. Кроме того, трудозатраты, необходимые для замены азотной мембраны в полевых условиях, минимальны и могут быть выполнены в течение часа слесарем-спринклерами, чтобы снова запустить установку и систему противопожарной защиты в эксплуатацию.

Адсорбция при переменном давлении (PSA):Большинство производителей PSA сообщают, что типичный срок службы материала CMS составляет 20+ лет при условии надлежащего обслуживания и фильтрации воздуха. Однако неясно, может ли замена CMS быть выполнена персоналом на месте или для замены потребуется представитель производителя. Работа будет включать разборку двух адсорбционных колонок, удаление старого материала CMS и перенабивку колонок в соответствии с первоначальными спецификациями новым материалом CMS.

Затем необходимо будет протестировать перенасадочные колонны, чтобы убедиться в правильном разделении газов. Это трудоемкое-упражнение, которое необходимо выполнять, когда установка не работает, что приводит к потере контрольного газа в сухой спринклерной системе и системе предварительного пожаротушения. Помимо материала CMS, повышенная сложность генераторов PSA приводит к появлению дополнительных точек отказа оборудования, как на оборудовании управления, так и на автоматических клапанах, которые переключают поток между двумя адсорбционными колоннами. Любой сбой в этих компонентах приведет к выходу системы из строя.

Есть ли разница в производительности или чистоте газа между двумя типами генераторов азота?

Мембраны для разделения азота обычно могут производить азот с чистотой до 99,5%, тогда как генераторы азота PSA могут достигать чистоты до 99,9995%. На самом деле, разница в потенциальной чистоте между ними не имеет значения в производстве спринклерных систем пожаротушения, где чистота азота 98 % стала общеотраслевым-стандартом для борьбы с коррозией.

Как и в случае с воздушными компрессорами, генераторы азота выпускаются в самых разных моделях с разной производительностью азота. ECS предлагает линейку из восьми (8) генераторов азота для широкого спектра применений: от одной небольшой системы сухих труб до объекта, защищенного системами 25+, все из которых питаются от одного генератора азота. ECS учитывает допустимые уровни утечек как по NFPA 13, так и по NFPA 25 при выборе генераторов, чтобы гарантировать, что они всегда будут соответствовать требованиям системы.

Запросить цену

Помимо генераторов азота PSA, мы также производим генераторы кислорода VPSA, генераторы кислорода PSA, резервуары для хранения, теплообменники и другую продукцию. Если вы заинтересованы в азотных системах PSA или других продуктах, отправьте электронное письмо по адресуsales@gneeheatex.com. Мы будем очень рады вам помочь.

Часто задаваемые вопросы

Что такое генератор азота PSA?

PSA означает адсорбцию при переменном давлении. Это технология, которую можно использовать для получения азота или кислорода в профессиональных целях. Во-первых, резервуар A находится в фазе адсорбции, а резервуар B регенерирует. На втором этапе оба сосуда выравнивают давление, чтобы подготовиться к переключению.

Кто является производителем генератора азота PSA?

GNEE является китайским производителем азотных газовых установок PSA. Добро пожаловать в ГНИЭ. GNEE — китайский производитель высококачественных-установок по производству азота PSA, устанавливаемых на объекте-.

В чем разница между PSA и мембранным генератором азота?

Мембранная технология идеально подходит для применений с низкой-чистотой, а технология PSA позволяет производить азот более-чистоты. Обе технологии предлагают экономичные-эффективные и надежные решения для производства азота в различных отраслях промышленности.

Что такое СРП в газификации?

Адсорбция при переменном давлении (PSA) — это полностью разработанная и коммерциализированная технология разделения газов, которая заключается в селективной адсорбции газа в адсорбенте. Этот материал обладает способностью избирательно адсорбировать и десорбировать газ в зависимости от рабочего давления.

Каков принцип работы PSA?

Принцип технологии адсорбции при переменном давлении (PSA)
При адсорбции при переменном давлении специальные адсорбирующие материалы адсорбируют молекулы газа, такие как кислород, углекислый газ, водяной пар и другие газы, под высоким давлением, за исключением азота.

Каков срок службы генератора азота?

Генераторы азота PSA обычно рассчитаны на жизненный цикл оборудования от 20 до 25 лет. Мембранные генераторы азота также имеют длительный срок службы. Мембраны некоторых производителей могут прослужить до 15 лет, прежде чем потребуется замена.

Что такое генератор PSA?

PSA означает адсорбцию при переменном давлении. Это технология, которую можно использовать для получения азота или кислорода в профессиональных целях. Во-первых, резервуар A находится в фазе адсорбции, а резервуар B регенерирует. На втором этапе оба сосуда выравнивают давление, чтобы подготовиться к переключению.

Как работает система PSA?

Процесс адсорбции при переменном давлении (PSA) основан на том явлении, что под высоким давлением газы имеют тенденцию задерживаться на твердых поверхностях, т.е. «адсорбироваться». Чем выше давление, тем больше газа адсорбируется. При падении давления газ высвобождается или десорбируется.