Генератор азота принцип работы. Ускоренная система набора и поддержания концентрации продукционного газа

Адсорбционный генератор азота состоит из одной или нескольких пар адсорбционных колонн.

Процесс адсорбции в каждой из двух колонн состоит из двух стадий – адсорбции и регенерации. На стадии поглощения происходит улавливание молекул O2, H2O и CO2 с получением продуктового азота. На стадии регенерации поглощённые компоненты выделяются из адсорбента и отводятся в атмосферу. Далее процесс повторяется многократно.

Вышеописанные операции выполняются попеременно между двумя адсорбционными колоннами, и газообразный азот производится из воздуха непрерывно.

ООО «ЧЗМЭК» одно из совсем немногих российских предприятий, кто самостоятельно производит адсорбционные генераторы азота.

Адсорбционные генераторы азота CHZMEK-NG(A) позволяют получать газообразный азот со следующими характеристиками:

Чистота азота - до 99,9999% (1 ppm);

Давление на выходе из генератора (без применения дожимного компрессора) – до 13-14 Бар.

Производительность – до 5000 нм 3 /час.

Особенностью наших генераторов является уникальная интеллектуальная система автоматики, осуществляющая автоматическую подстройку параметров генератора под реальные условия эксплуатации (например, давление и температуру). Также реализован специальный функционал, обеспечивающий безопасную и надежную работу.

Каждый генератор азота серии CHZMEK-NG(A) проходит заводскую предпродажную подготовку и стендовые испытания, соответствуют требованиям ГОСТ, ТР, ТС. Вместе с каждым генератором представляются приемочные документы, копия сертификата соответствия требованиям ГОСТ, инструкция по установке, эксплуатации и обслуживанию на русском и (по требованию Покупателя) на иных языках.

Преимущества адсорбционных генераторов азота:

Легко обеспечивается стабильная чистота азота на уровне до 99,9999% - следовательно, возможно использование практически в любых (задачах) областях производственной и непроизводственной деятельности.

При надлежащей очистке сжатого воздуха, срок службы адсорбента составляет 10...15 лет и больше. Адсорбент нуждается в защите от компрессорного масла и жидкой влаги, поэтому следует уделять большое внимание системе воздухоподготовки.

Возможность получения высокого давления без применения дорогостоящих дожимных компрессоров. Рабочее давление подаваемого воздуха до 1,5 МПа. При необходимости более высокого давления применение дожимных компрессоров.

Могут работать в полностью автоматическом режиме, не требуют присутствия персонала.

Выход с нуля из состояния пустой системы или после длительного останова составляет 10-12 минут. В течение этого времени продукционный азот уже начинает поступать к потребителю. Система под давлением, при заполненном буферном ресивере выходит на рабочий режим практически мгновенно.

Генераторы азота позволяют Заказчику получать собственный азот требуемой чистоты и стабильного качества, с экономической выгодой против покупного азота при независимости от внешних поставщиков и логистики.

Сроки окупаемости собственных азотных генераторов (станций/установок) составляют, как правило, от 1 до 3 лет, что делает инвестиционные проекты привлекательными.

• Адсорбент. Применяем молекулярные сита только ведущих мировых производителей.

Адсорберы. Соответствие емкостей адсорберов Техническому регламенту таможенного союза ТР ТС 032/2013 о безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением. Благодаря собственному производству адсорберов, опытными специалистами проектно-конструкторского отдела для каждого адсорбера производятся расчеты на прочность согласно ГОСТ Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия», ГОСТ Р 52857.2-2007 «Сосуды и аппараты. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек», ГОСТ Р 52857.6-2007 «Сосуды и аппараты. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках». На каждый сосуд вместе с комплектом поставки предоставляются все необходимые документы. Это позволяет заказчику быть уверенным, что адсорберы генератора азота выдержат длительную эксплуатацию на протяжении всего срока службы в самых различных и сложных условиях.

• Клапаны управления. Для управления движением потоков азота используются в генераторах CHZМЕК-NG(A) используются пневмоуправляемые угловые седельные клапаны с ресурсом минимум 1,2 – 2,0 млн. циклов.

• Фильтры-глушители. Сброс азотно-кислородной смеси в процессе регенерации, а также при выходе на рабочий режим осуществляется через фильтры-глушители. Также в генераторах реализована функция плавного сброса пермиата. За счет этого достигается низкий уровень звукового давления.

• Система управления. Установленная на генераторах азота CHZМЕК-NG(A) микропроцессорная система управления обеспечивает автоматическое управление циклами работы и индикацию режимов работы генератора. Реализована адаптивная подстройка генератора под производительность и давление компрессора и множество других функция. Система управления изготавливается на базе ПЛК Unitronics или Siemens, оснащенными ЖК Touch дисплеями, на которых в режиме реального времени в виде мнемосхем отображается технологический процесс.

Рабочее давление

Давление на выходе зависит от давления на входе в азотную установку и ограничено 8-9 атмосферами. Разница давлений воздуха и азота примерно составляет 1 бар, более высокое давление азота достигается при помощи азотного бустера (дожимной компрессор азотный).

Модульная азотная станция на базе адсорбционного генератора азота

PSA генератор азота может быть установлен в блок-контейнер. Обычно такой вариант исполнения применяется в случае отсутствия помещения и необходимости обеспечения мобильности установки.

Принцип работы адсорбционного генератора азота

Принцип производства азота основан на способности молекулярного сита, при избыточном давлении, поглощать молекулы кислорода из проходящего через слой адсорбента воздуха. При сбросе давления в одной из колонн азотной установки, происходит процесс регенерация молекулярного сита, в это время во второй колонне происходит поглощения кислорода. Наличие в генераторе азота двух попеременно циклично работающих колонн, позволяет сделать процесс производства азота непрерывным.

Цикличность работы колонн генератора азота обеспечивается соответствующими клапанами, открывающимися/закрывающимися в запрограммированном заранее режиме. Для управления работой клапанов генератора азота нами используются программируемые контроллеры (PLC) фирм Mitsubishi или Siemens, в качестве запорной арматуры в генераторах азота мы устанавливаем японские клапаны фирм SMC и CKD.

Безопасность использования генераторов азота заключена в отсутствии необходимости создания чрезмерного избыточного давления, т.к. оптимальный диапазон давления воздуха для адсорбции кислорода 7 - 9 бар. Также PSA технология не предусматривает сжижения воздуха для разделения его на азот и кислород.

Срок службы генератора

Срок службы генератора азота напрямую зависит от качества используемого Вами сжатого воздуха и может неоднократно продлеваться за счет замены молекулярного сита и других комплектующих азотной установки. Ниже приведены расчетные сроки службы деталей и частей генератора азота:

Электромагнитные клапаны 1 млрд. циклов

Уплотнения пневмоклапанов 2 млн. циклов

Программируемый котроллер 100 тыс. часов

Молекулярное сито 8-10 лет.

Стоимость производства азота зависит от необходимой Вам чистоты и напрямую зависит от затрат на сжатый воздух, т.к. сам генератор азота потребляет крайне мало электроэнергии - не более 0.2 кВт/ч. Потребление сжатого воздуха нашим генератором азота, при соответствующей его чистоте:

95% 99% 99.5% 99.9% 99.99% 99.999%

2:1 2.7:1 3:1 3.2:1 4.7:1 7.2:1.

Т.е., например, для генератора азота производительностью 100 Нм3/ч, с чистотой 99.5% в составе азотной установки необходимо будет использовать 8-ми барный компрессор с производительностью 300 Нм3/ч.

Нашими конкурентными преимуществами являются:

Высочайшее качество и надежность производимых CAN GAS генераторов азота, подтверждаемое выбором более 1000 клиентов по всему миру с 1998 года.

Конкурентоспособные цены, сервисная поддержка на протяжении всего срока службы азотной установки.

Останавливая свой выбор на генераторах азота CAN GAS,Вы выбираете качество и надёжность - наша команда специалистов реализовала более 2000 проектов. Присоединяйтесь к нам! Для точного расчёта цены на азотную установку предлагаем Вам заполнить анкету .

Азот — инертный газ, использующийся во многих технологических циклах, например, для питания хроматографов. Использование газа в баллонах высокого давления сопряжено со многими трудностями и приводит к большим расходам. Генератор азота позволяет исследователю получать нужное количество вещества и полностью контролировать весь процесс. В этой статье будут разобраны особенности использования оборудования, а также:

Принцип работы генератора азота

В промышленных условиях данный газ можно получить тремя способами:

• Фракционная дистилляция сжиженного воздуха.
• Химическая реакция с углем.
• Выделение адсорбционным методом.

Но только последний способ позволяет получать большие объемы вещества и подавать его под нужным давлением. Работа генераторов азота основана именно на этой технологии. В воздухе содержится около 78% инертного газа, и его выделение из атмосферы — экономичное и практичное решение. В генераторе воздух проходит через адсорбент, удерживающий молекулы кислорода, и пропускающий азот. Газы разделяются и могут использоваться в промышленных целях.

Схема устройства генератора азота

Конструкция оборудования, его технические параметры и эксплуатационные возможности определяются производителем и видом модели. Например, генератор азота, купить который предлагает НПФ «Мета-хром» , производит до 18 литров газа в час при его чистоте не менее 99,999%, что является очень высоким показателем.

Прибор состоит из:

• Компрессора.
• Газоразделяющей установки.

В задачи первого блока входит сжатие подаваемого воздуха до нужных значений (не менее 6 атм.) и его предварительная очистка. Перед газоразделителем поток проходит через фильтр, улавливающий частицы воды и масла. Сам генератор азота представляет собой модульную систему из алюминиевых колонн с углеродными молекулярными ситами.

Сначала разделение идет в первом модуле: сито удерживает углекислый газ и кислород, а азот подается в резервуар. Затем колонка очищается от накопленных веществ, в то время как адсорбция протекает во втором модуле. Так обеспечивается непрерывность технологического процесса.

Все режимы работы отражаются на дисплее установки, оператор полностью контролирует выработку инертного газа, его давление, подачу.

Описание рабочего процесса

Генератор азота, цена которого вполне доступна для многих предприятий и лабораторий, дает большое преимущество — стоимость технологических процессов снижается за счет отказа от закупок сжатого газа. Но для достижения экономической выгоды важно, чтобы оборудование работало в нужном режиме: производило достаточное количество вещества определенной чистоты, не требовало сложного подключения или обслуживания, было безопасным и долговечным. Рабочий процесс устройства, соответствующего этим критериям, выглядит следующим образом:

• В течение первых 8-10 минут после включения происходит очистка ресивера, адсорберов, соединяющих труб от инородных примесей.
• Запуск и подготовка датчиков, отслеживающих концентрацию кислорода и углекислого газа в готовом продукте не должна превышать 0,001% согласно ГОСТу.
• Когда достигнуты нужные показатели чистоты, генератор азота подает вещество в линию потребителя (например, для питания хроматографической установки).
• Дальнейшая работа устройства направлена на одновременное удовлетворение нескольких целей. Поддерживается стабильное давление подачи очищенного азота в потребительский канал, происходит дальнейшее газоразделение и контролируется концентрация О 2 .

Преимущества современных генераторов азота

При выборе оборудования потребитель учитывает его мощность, степень очистки газа, максимальную производительность генератора азота, цена установки которого также зависит от дополнительных особенностей конструкции и ее ключевых преимуществ:

• Максимальная экономическая эффективность. Высокая степень очистки должна достигаться при небольших затратах электроэнергии, это обеспечит низкую себестоимость газа.
• Продуманный рабочий процесс. Большинство технологических циклов нуждаются в непрерывной подаче инертного вещества, и установка должна обеспечивать это условие. При этом оборудование не должно допускать снижение качества газоразделения или требовать длительных периодов простоя (например, для очистки сит и фильтров).
• Работа с любым источником сжатого воздуха. Это повышает продуктивность использования устройства за счет снижения затрат на обслуживание и подключение агрегата.
• Быстрая и простая пусконаладка. Недорогой монтаж также является важным фактором при выборе подходящего оборудования.

Качество газа и области применения установки

Многие промышленные предприятия и лаборатории решают купить генератор азота не только для хроматографических исследований. Газ используется в качестве носителя или для создания инертной среды при выполнении многих операций и на производстве. Например, его используют при:

• Лазерной резке;
• Термической обработке металлоизделий.
• Пайке электрических схем.
• Производстве и упаковке пищевой продукции.
• Бутилировании спиртных напитков.
• Поддержании работы автоклав.
• Создании химических и газовых подушек.
• Проведении различных испытаний под давлением и так далее.

При этом каждый процесс нуждается в определенной чистоте азота. Современные генераторы практически полностью удаляют примеси О 2 , СО 2 , паров воды, обеспечивая стабильно высокое качество газоразделения. Поэтому установки могут применяться в любой отрасли промышленности.

Компактность устройства, его простая пусконаладка, высокая производительность, отсутствие сложного или дорогостоящего обслуживания — ключевые преимущества современных моделей. Это надежный выбор и продуманное решение для каждой компании.

Генераторы азота — промышленное оборудование компактных размеров, предназначенное для образования из атмосферного воздуха концентрированного высокопроцентного азота с частотой до 99, 9999%. Функционирование устройства предусматривает селективное впитывание фильтрующим материалом кислорода из проникающего воздуха за счет короткоцикловой адсорбции без нагрева. Агрегат имеет 2 адсорбера, азотный ресивер и специальные приспособления для управления.

Через фильтр из ресивера для накопления сжатая воздушная масса поступает в 1-й адсорбер. Кислород остается в адсорбенте, а чистый азот транспортируется к ресиверу азотного типа. Работает генератор короткими циклами, длительностью по 60 секунд. Цикличность объясняется тем, что материал является фильтром и ежеминутно осуществляется смена колонн, которые задействуются для прохождения подготовленная воздушная масса. Периодичность циклов (может меняться) зависит от технических особенностей и нужной концентрации. При его функционировании не требуется использовать расходники, а только следует позаботиться об оптимальных эксплуатационных условиях, которые предусматривают температуру воздуха не ниже +5 °C и не выше +40 °C.

Особенности работы генератора

Адсорбционное деление воздуха является повторяющимся процессом. Восстановление высокодисперсного материала осуществляется благодаря уменьшению общего давления. Такое действие считается короткоцикловым поглощением. Метод образования азота базируется на явлениях физического характера:

• дсорбции;
• диффузии.

В виде поглотителя генератора задействуется вещество с твердой структурой и большим количеством пор. Оно предрасположено к впитыванию молекул газов. Отдельно взятый газ обладает определенными физическими свойствами и отличается способностью адсорбционной величиной. Для данных веществ предназначен конкретный материал с хорошими поглощающими способностям. Что касается азота, то для его получения идеально подходят молекулярные сита синтетически-углеродного типа.

Принцип работы генератора азота базируется на методе адсорбции под давлением.

• Колонны наполняются поглотителем в виде углеродных молекулярных сит. На начальном этапе наблюдается сжатие воздуха с использованием компрессора.
• Затем сжатая воздушная масса направляется в ресивер и очищается за счет фильтров.
• Чистый воздух, лишенный загрязнений и различных веществ поступает вниз колон и пропускается через адсорбер. Это необходимо чтобы происходил процесс адсорбирования кислорода с целью прохождения азота.
• В результате колонна генератора в автоматическом режиме входит в стадию восстановления, отбирая грязь из сита.
• Молекулярное сито углеродного типа дает возможность небольшим молекулам просачиваться в поры и отсоединяться от молекул азота, отличающиеся большими размерами.
• При завершении деления, газ продукционного типа движется в ресивер для дальнейшего использованию по назначению.