Como funciona um gerador de nitrogênio: PSA vs. tecnologia de separação por membrana

O uso de gás nitrogênio tornou-se o método padrão de prevenção de corrosão em tubulações secas e sistemas de extinção de incêndios de pré-ação.

Ao eliminar a presença de oxigênio na tubulação do sistema, a corrosão e a formação de depósitos são minimizadas. Isto ajuda a mitigar o risco de vazamentos e evita a formação de material obstrutivo, garantindo assim que o sistema funcionará conforme projetado em caso de incêndio.

Embora os cilindros de nitrogênio tenham sido usados ​​como fonte de nitrogênio em alguns sistemas pequenos, a necessidade de substituir frequentemente os cilindros e o risco de disparos falsos devido à perda do gás de manutenção da pressão limitam a eficácia desta abordagem. Pelo contrário, a instalação de geradores de azoto como fonte permanente de azoto tornou-se o método preferido, tanto para instalações novas como para instalações existentes.

Quando se trata detecnologia de geração de nitrogênio,existem dois métodos principais de produção de gás nitrogênio no local: membranas de separação de nitrogênio e adsorção com oscilação de pressão (PSA).

Embora cada abordagem tenha seus prós e contras, vários benefícios importantes tornam os geradores baseados em membrana-da ECS a escolha ideal para o setor de sprinklers contra incêndio:

- Não são necessários secadores de ar na filtragem especial do ar de alimentação de entrada
- Menor peso, menor área instalada
- Manutenção/reparo simples
- Fornece 98% de nitrogênio padrão do setor

Para compreender melhor as principais diferenças entre os dois tipos de geradores, primeiro você deve entender como eles produzem nitrogênio. Embora ambos os tipos de geradores produzam gás nitrogênio de alta pureza a partir de ar comprimido, eles o fazem de duas maneiras distintas, o que tem um grande efeito na forma como são projetados e mantidos.

O coração de um gerador de nitrogênio que utiliza a técnica de separação por membrana é, sem surpresa, a membrana de separação. A membrana consiste em milhares de fibras ocas pelas quais o ar comprimido passa. As paredes de cada fibra são permeáveis ​​às moléculas de gás, mas alguns gases podem passar mais facilmente do que outros. Esses gases “rápidos”, incluindo oxigênio, CO2 e vapor d’água, passam através das paredes da fibra e são expelidos para a atmosfera. O gás “lento”, o nitrogênio, passa através da parede da fibra muito mais lentamente, produzindo um fluxo de nitrogênio de alta pureza na saída da membrana. Não há partes móveis na membrana; o simples controle da pressão e da vazão do ar comprimido através da membrana resulta na produção de nitrogênio de alta pureza.

O ar atmosférico é composto por 78% de nitrogênio e o processo PSA utiliza CMS para extrair esse nitrogênio do ar.

O processo PSA consiste em 2 vasos preenchidos com peneiras moleculares de carbono e alumina ativada.

O ar comprimido limpo passa por um recipiente e o nitrogênio puro sai como gás produto.

O gás de exaustão (oxigênio) é liberado para a atmosfera. Após um curto período de geração, após a saturação do leito da peneira molecular, o processo alterna a geração de Nitrogênio para o outro leito por meio de válvulas automáticas, permitindo ao mesmo tempo que o leito saturado sofra regeneração por despressurização e purga à pressão atmosférica.

Assim, 2 recipientes continuam circulando alternadamente na produção e regeneração de nitrogênio, garantindo que o gás nitrogênio esteja continuamente disponível para o seu processo.

Preciso de um secador de ar ou de qualquer outro filtro especial no meu suprimento de ar?

Separação de membrana:Cada gerador inclui filtragem-em linha para remover partículas, água líquida e transportar hidrocarbonetos do fluxo de ar antes de entrar na membrana de separação. As membranas que a Air Products ECS utiliza foram concebidas para filtrar o vapor de água, eliminando a necessidade de um secador refrigerado ou dessecante a montante da unidade.

Adsorção com oscilação de pressão (PSA):As unidades PSA também normalmente incluem-filtração de partículas em linha e transportam-hidrocarbonetos em sua linha de ar de origem para proteger o material CMS. No entanto, ao contrário das membranas PRISM® da Air Products, o material CMS nas unidades PSA pode ser afetado negativamente pela água/vapor de água na fonte de gás. O vapor de água também seria adsorvido pelo material CMS, reduzindo a eficiência do processo de separação e resultando em nitrogênio de menor pureza.

Além disso, se houver água residual ou se ocorrer condensação nos tanques de adsorção, o material CMS poderá ser danificado. A água líquida pode resultar na canalização do material CMS, resultando em fluxo de ar inadequado através do leito e redução da produção. Em alguns casos, o CMS pode ficar irreparavelmente danificado, necessitando de substituição completa. Por esta razão, os geradores PSA sempre exigirão um secador de ar refrigerado na corrente de gás de entrada, resultando em outro ponto potencial de falha e aumento do consumo elétrico.

Existem diferenças no tamanho/peso/pegada dos dois métodos de geração de nitrogênio?

Separação de membrana:Como a técnica de separação por membranas requer tão poucas peças móveis, a ECS conseguiu projetar seus sistemas para ocuparem o menor espaço entre todos os geradores de nitrogênio atualmente no mercado. Além disso, a ECS utiliza um método de enchimento e purga para inertizar os sistemas de sprinklers contra incêndio, eliminando a necessidade de um tanque tampão/armazenamento de nitrogênio, reduzindo ainda mais a área ocupada pelo equipamento e proporcionando economias significativas e custos de instalação de material e mão de obra.

Adsorção com oscilação de pressão (PSA):Os controles adicionais, válvulas, leitos de adsorção, secador refrigerado e tanque tampão de nitrogênio exigidos pela abordagem PSA resultam em equipamentos significativamente mais pesados ​​e volumosos. Isto resulta em custos de instalação mais elevados e maiores requisitos de espaço no ponto de instalação.

Qual é a vida útil esperada do equipamento e qual é o custo resultante para reparo?

Separação de membrana:Como qualquer outro produto vendido, existem vários fabricantes de membranas de nitrogênio, alguns produzem produtos de alta-qualidade e outros produzem uma opção de valor. Desde a sua criação, a ECS utiliza membranas PRISM® da Air Products, que representam a mais alta qualidade da tecnologia disponível. A Air Products inventou a tecnologia de separação por membrana de nitrogênio na década de 1970 e continuou a aprimorá-la.

Atualmente, suas membranas são projetadas para uma expectativa de vida de vinte (20) anos com um ciclo de trabalho de 100% (na indústria de proteção contra incêndio usamos a membrana com um ciclo de trabalho não superior a 10%). O custo para substituição de uma membrana é de no máximo 25% do custo do gerador de nitrogênio. Além disso, o trabalho envolvido na substituição de uma membrana de nitrogênio no campo é mínimo e pode ser realizado em uma hora por um instalador de sprinklers para colocar a unidade novamente em funcionamento e o sistema de proteção contra incêndio novamente em serviço.

Adsorção com oscilação de pressão (PSA):A maioria dos fabricantes de PSA informa que o material CMS tem uma vida útil típica de 20+ anos se a manutenção e a filtragem de ar adequadas forem realizadas. Contudo, o que não está claro é se a substituição do CMS pode ser realizada por pessoal no local ou se é necessário que um representante do fabricante realize a substituição. O trabalho envolveria a desmontagem das duas colunas de adsorção, remoção do material CMS antigo e reembalagem das colunas de acordo com as especificações originais com novo material CMS.

As colunas reembaladas precisariam então ser testadas para garantir que a separação adequada do gás esteja ocorrendo. Este é um exercício-de trabalho intensivo que deve ser executado enquanto a unidade está fora de serviço, resultando na perda de gás de supervisão para os sistemas de sprinklers contra incêndio secos e de pré-ação. Além do material CMS, a complexidade adicional dos geradores PSA acrescenta pontos adicionais de falha ao equipamento, tanto nos equipamentos de controle quanto nas válvulas automatizadas que alternam o fluxo entre as duas colunas de adsorção. Qualquer falha nesses componentes resultaria na saída do sistema de serviço.

Existe uma diferença na taxa de produção ou na pureza do gás entre os dois tipos de geradores de nitrogênio?

As membranas de separação de nitrogênio normalmente podem produzir nitrogênio com pureza de até 99,5%, enquanto os geradores de nitrogênio PSA podem atingir purezas de até 99,9995%. Realisticamente, a diferença na pureza potencial entre os dois não tem significado na indústria de sprinklers contra incêndio, onde a pureza de 98% do nitrogênio se tornou o padrão-da indústria para controle de corrosão.

Tal como acontece com os compressores de ar, os geradores de nitrogênio vêm em uma ampla variedade de modelos com diferentes taxas de produção de nitrogênio. A ECS possui uma linha de oito (8) geradores de nitrogênio para atender a uma ampla gama de aplicações, desde um único pequeno sistema de tubulação seca até uma instalação protegida por 25+ sistemas, todos alimentados por um único gerador de nitrogênio. A ECS considera as taxas de vazamento permitidas pela NFPA 13 e pela NFPA 25 ao dimensionar seus geradores para garantir que eles sempre acompanharão a demanda do sistema.

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Além do Gerador de Nitrogênio PSA, também produzimos Geradores de Oxigênio VPSA, Geradores de Oxigênio PSA, tanques de armazenamento, trocadores de calor e outros produtos. Se você estiver interessado em sistemas de nitrogênio psa ou outros produtos, sinta-se à vontade para enviar um e-mail parasales@gneeheatex.com. Ficaremos muito felizes em atendê-lo.

Perguntas frequentes

O que é um gerador de nitrogênio PSA?

PSA significa adsorção por oscilação de pressão. É uma tecnologia que pode ser utilizada para gerar nitrogênio ou oxigênio para fins profissionais. Primeiro, o tanque A está na fase de adsorção enquanto o tanque B se regenera. No segundo estágio, ambos os vasos equalizam a pressão para se prepararem para a troca.

Quem é o fabricante do gerador de nitrogênio PSA?

GNEE é fabricante chinês de plantas de gás nitrogênio PSA. Bem-vindo ao GNEE. A GNEE é fabricante chinesa de plantas geradoras de gás nitrogênio PSA de alta{2}}qualidade no local-.

Qual é a diferença entre PSA e gerador de nitrogênio de membrana?

A tecnologia de membrana é ideal para aplicações de baixa-pureza, enquanto a tecnologia PSA pode produzir nitrogênio com-pureza mais alta. Ambas as tecnologias oferecem soluções-econômicas e confiáveis ​​para geração de nitrogênio em vários setores.

O que é PSA na gaseificação?

A adsorção por oscilação de pressão (PSA) é uma tecnologia totalmente desenvolvida e comercializada para separação de gases que consiste na adsorção seletiva de um gás em um material adsorvente. Este material tem a capacidade de adsorver e dessorver seletivamente o gás dependendo da pressão operacional.

Qual é o princípio de funcionamento do PSA?

O princípio da tecnologia de adsorção com oscilação de pressão (PSA)
Na adsorção por oscilação de pressão, materiais adsorventes especializados adsorvem as moléculas de gás, como oxigênio, dióxido de carbono, vapor de água e outros gases sob alta pressão, com exceção do nitrogênio.

Qual é a vida útil de um gerador de nitrogênio?

Os geradores de nitrogênio PSA são normalmente projetados com um ciclo de vida do equipamento de 20 a 25 anos. Os geradores de nitrogênio por membrana também têm um ciclo de vida longo. As membranas de alguns fabricantes podem durar até 15 anos antes que a substituição seja necessária.

O que é um gerador PSA?

PSA significa adsorção por oscilação de pressão. É uma tecnologia que pode ser utilizada para gerar nitrogênio ou oxigênio para fins profissionais. Primeiro, o tanque A está na fase de adsorção enquanto o tanque B se regenera. No segundo estágio, ambos os vasos equalizam a pressão para se prepararem para a troca.

Como funciona o sistema PSA?

O processo de adsorção por oscilação de pressão (PSA) baseia-se no fenômeno de que, sob alta pressão, os gases tendem a ficar presos em superfícies sólidas, ou seja, a serem "adsorvidos". Quanto maior a pressão, mais gás é adsorvido. Quando a pressão cai, o gás é liberado ou dessorvido.