تولید کنندگان تجهیزات تولید کننده نیتروژن جداسازی غشای خانگی

مولد نیتروژن غشایی با پوسته کانتینری که برای پروژه های دریایی نفت و گاز استفاده می شود

مولدهای نیتروژن چگونه کار می کنند

مولد نیتروژن جداسازی غشایی

قلب یک مولد نیتروژن با استفاده از تکنیک جداسازی غشایی، غشای جداسازی است.غشاء متشکل از هزاران فیبر توخالی است که هوای فشرده از آن عبور می کند.دیواره‌های هر فیبر برای مولکول‌های گاز قابل نفوذ هستند، اما برخی از گازها راحت‌تر از سایرین می‌توانند از آن عبور کنند.این گازهای "سریع" شامل اکسیژن، CO2 و بخار آب از دیواره های فیبر عبور می کنند و به اتمسفر تخلیه می شوند.گاز "آهسته"، نیتروژن، بسیار کندتر از دیواره فیبر عبور می کند و جریان نیتروژن با خلوص بالا در خروجی غشاء تولید می کند.هیچ قطعه متحرکی به غشاء وجود ندارد، صرفاً کنترل فشار و سرعت جریان هوای فشرده از طریق غشا باعث تولید نیتروژن با خلوص بالا می شود.

مولد نیتروژن جذب نوسان فشار (PSA).

ژنراتورهای نیتروژن PSA از مواد غربال مولکولی کربن (CMS) برای حذف اکسیژن از هوای فشرده منبع استفاده می کنند.مواد CMS از کربن متخلخل با اندازه منافذ به خوبی کنترل شده تشکیل شده است.همانطور که هوای فشرده از روی مواد عبور می کند، مولکول های اکسیژن در منافذ جذب می شوند، در حالی که مولکول های نیتروژن بزرگتر می توانند از طریق گاز خروجی عبور کنند.در نهایت، CMS با مولکول های اکسیژن اشباع می شود و جداسازی گاز دیگر رخ نمی دهد.

به همین دلیل، ژنراتورهای PSA همیشه با دو یا چند ستون جذب طراحی می‌شوند.یکی از ستون ها به طور فعال گاز را جدا می کند، در حالی که ستون دیگر با عبور نیتروژن با خلوص بالا از طریق آن بازسازی می شود تا اکسیژن را خارج کرده و آن را به عنوان گاز زائد تخلیه کند.ژنراتور تقریباً هر 60 ثانیه بین دو ستون سوئیچ می کند.نیاز به سوئیچینگ بین دو ستون جذب منجر به نیاز به چندین شیر کنترل خودکار می شود که نقاط بالقوه خرابی در واحد را تا حد زیادی افزایش می دهد.علاوه بر این، یک مخزن بافر نیتروژن معمولاً برای اطمینان از فشار و نرخ جریان ثابت در طول سوئیچ بین دو ستون جذب مورد نیاز است.

سوال متداول در مورد نحوه عملکرد مولدهای نیتروژن

آیا به یک خشک کن هوا یا هر فیلتر مخصوص دیگری روی منبع هوای خود نیاز دارم؟

جداسازی غشایی: هر ژنراتور شامل فیلتراسیون درون خطی برای حذف ذرات، آب مایع و انتقال هیدروکربن ها از جریان هوا قبل از ورود به غشای جداسازی است.غشاهای محصولات هوایی PRISM® ECS برای فیلتر کردن بخار آب طراحی شده اند و نیاز به خشک کن یخچال یا خشک کن در بالادست دستگاه را از بین می برند.

جذب نوسان فشار (PSA): واحدهای PSA همچنین معمولاً شامل فیلتراسیون درون خطی ذرات می‌شوند و هیدروکربن‌های بیش از حد را در خط هوای منبع خود حمل می‌کنند تا از مواد CMS محافظت کنند.با این حال، برخلاف غشاهای PRISM® Air Products، مواد CMS در واحدهای PSA می‌توانند تحت تأثیر آب/بخار آب در منبع گاز قرار بگیرند.بخار آب نیز توسط مواد CMS جذب می‌شود و کارایی فرآیند جداسازی را کاهش می‌دهد و در نتیجه نیتروژن خلوص کمتری ایجاد می‌کند.

علاوه بر این، اگر آب انتقالی وجود داشته باشد یا اگر تراکم در مخازن جذب رخ دهد، مواد CMS ممکن است آسیب ببینند.آب مایع می تواند منجر به انتقال مواد CMS شود و در نتیجه جریان هوا نامناسب در بستر و کاهش تولید ایجاد شود.در برخی موارد، CMS ممکن است به طور غیر قابل جبرانی آسیب ببیند و نیاز به تعویض کامل داشته باشد.به همین دلیل، ژنراتورهای PSA همیشه به یک خشک کن هوای یخچالی روی جریان گاز ورودی نیاز دارند که در نتیجه یک نقطه بالقوه دیگر از خرابی و افزایش مصرف برق را به همراه خواهد داشت.

آیا تفاوتی در اندازه / وزن / رد پای دو روش تولید نیتروژن وجود دارد؟

جداسازی غشایی: از آنجایی که تکنیک جداسازی غشایی به قطعات متحرک بسیار کمی نیاز دارد، ECS توانسته است سیستم های خود را طوری مهندسی کند که کمترین ردپایی را در بین مولدهای نیتروژن موجود در بازار داشته باشد.علاوه بر این، ECS از یک روش پر کردن و پاکسازی برای خنثی کردن سیستم‌های اسپرینکلر آتش‌نشانی استفاده می‌کند، که نیاز به مخزن ذخیره/بافر نیتروژن را از بین می‌برد، ردپای تجهیزات را بیشتر کاهش می‌دهد و صرفه‌جویی قابل‌توجهی و هزینه‌های نصب مواد و نیروی کار را فراهم می‌کند.

جذب نوسان فشار (PSA): کنترل های اضافه شده، دریچه ها، بسترهای جذب، خشک کن یخچالی و مخزن بافر نیتروژن مورد نیاز رویکرد PSA منجر به تجهیزات بسیار سنگین تر و حجیم تر می شود.این منجر به هزینه های نصب بالاتر و نیاز به فضای بزرگتر در محل نصب می شود.

طول عمر مورد انتظار تجهیزات چقدر است، و هزینه تعمیر در نتیجه چقدر است؟

جداسازی غشایی: مانند هر محصول دیگری که به فروش می رسد، چندین تولید کننده غشاهای نیتروژنی وجود دارد، برخی از آنها محصولی با کیفیت بالا و برخی دیگر یک گزینه با ارزش تولید می کنند.از زمان آغاز به کار، سومایروی گاز از غشاهای PRISM® Air Products استفاده کرده است که نشان دهنده بالاترین کیفیت فناوری موجود است.شرکت Air Products فناوری جداسازی غشای نیتروژنی را در دهه 1970 اختراع کرد و به بهبود آن ادامه داد.

در حال حاضر، غشاهای آنها برای طول عمر بیست (20) سال در یک چرخه کاری 100٪ طراحی شده اند (در صنعت حفاظت از آتش، ما از غشاء با چرخه کاری بیش از 10٪ استفاده نمی کنیم).هزینه تعویض غشا حداکثر 25 درصد هزینه تولید کننده نیتروژن می باشد.علاوه بر این، کار لازم برای جایگزینی غشای نیتروژن در مزرعه حداقل است و می تواند در عرض یک ساعت توسط یک نصب کننده آبپاش آتش نشانی انجام شود تا دستگاه دوباره راه اندازی و راه اندازی شود و سیستم حفاظت در برابر آتش دوباره به خدمت بازگردد.

جذب نوسان فشار (PSA): اکثر سازندگان PSA گزارش می‌دهند که اگر نگهداری مناسب و فیلتر هوا انجام شود، ماده CMS طول عمر معمولی 20+ سال دارد.با این حال، آنچه مشخص نیست این است که آیا جایگزینی CMS می تواند توسط پرسنل در محل انجام شود یا اینکه نیاز به یک نماینده سازنده برای انجام تعویض دارد.این کار شامل جداسازی دو ستون جذب، حذف مواد CMS قدیمی و بسته‌بندی مجدد ستون‌ها به مشخصات اصلی با مواد CMS جدید است.

ستون‌های بسته‌بندی مجدد باید آزمایش شوند تا از جداسازی مناسب گاز اطمینان حاصل شود.این یک تمرین فشرده کار است که باید در زمانی که واحد از سرویس خارج است انجام شود و منجر به از دست رفتن گاز نظارتی به سیستم های آبپاش آتش سوزی خشک و پیشگیرانه می شود.علاوه بر مواد CMS، پیچیدگی اضافی ژنراتورهای PSA نقاط خرابی اضافی را به تجهیزات اضافه می‌کند، هم روی تجهیزات کنترلی و هم دریچه‌های خودکار که جریان را بین دو ستون جذب تغییر می‌دهند.هر گونه خرابی در این قطعات منجر به از کار افتادن سیستم می شود.

آیا تفاوتی در میزان تولید یا خلوص گاز بین دو نوع مولد نیتروژن وجود دارد؟

غشاهای جداسازی نیتروژن معمولاً می توانند نیتروژن را با خلوص تا 99.5٪ تولید کنند، در حالی که ژنراتورهای نیتروژن PSA می توانند خلوص تا 99.9995٪ را بدست آورند.به طور واقع بینانه، تفاوت در خلوص بالقوه بین این دو در صنعت اسپرینکلر آتش نشانی اهمیتی ندارد، جایی که خلوص نیتروژن 98٪ استانداردی در صنعت برای کنترل خوردگی شده است.

مرجع طراحی:

فشار ورودی هوای فشرده 9 bar(g)/130 psi(g)
کیفیت هوا 1.4.1 بر اساس ISO 8573-1:2010
فشار خروجی نیتروژن 7 bar(g)/101psi(g)
کیفیت نیتروژن 1.2.1 بر اساس ISO 8573-1:2010.
حداکثر دمای کار طراحی شده 50 ℃
نقطه شبنم در خروجی نیتروژن - 50 ℃

یادداشت:

فشار ورودی هوای فشرده عملکرد غشا را تعیین می کند
درخواست زیر از مولد نیتروژن غشایی سفارشی خواهد شد:
فشار هوای فشرده ＞14 بار (گرم) / 203 psi (گرم) حداکثر تا 24 بار (گرم) / 350 psi (گرم)
فشار کاری ＞24bar(g)/350psi(g)
نقطه شبنم ＜ - 50 ℃
متحرک / کانتینری، وصل و بازی
دیزل درایو
سایر الزامات ویژه مطابق با شرایط سایت