Come funziona un generatore di azoto: PSA e tecnologia di separazione a membrana

L'uso del gas azoto è diventato il metodo standard per prevenire la corrosione nelle tubazioni a secco e nei sistemi sprinkler a preazione antincendio.

Eliminando la presenza di ossigeno all'interno delle tubazioni del sistema, la corrosione e la formazione di depositi sono ridotte al minimo. Ciò aiuta a mitigare il rischio di perdite e previene la formazione di materiale ostruttivo, garantendo così il funzionamento del sistema come previsto in caso di incendio.

Sebbene le bombole di azoto siano state utilizzate come fonte di azoto su alcuni piccoli sistemi, la necessità di sostituire frequentemente le bombole e il rischio di falsi scatti dovuti alla perdita del gas di mantenimento della pressione limitano l'efficacia di questo approccio. Piuttosto, l’installazione di generatori di azoto come fonte permanente di azoto è diventata il metodo preferito, sia per gli impianti nuovi che per quelli esistenti.

Quando si tratta ditecnologia di generazione dell'azoto,Esistono due metodi principali per produrre azoto gassoso in loco: membrane di separazione dell'azoto e adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA).

Sebbene ogni approccio abbia i suoi pro e contro, diversi vantaggi chiave rendono i generatori a membrana-di ECS la scelta ideale per il settore degli sprinkler antincendio:

- Non sono necessari essiccatori d'aria sulla speciale filtrazione dell'aria di alimentazione in ingresso
- Peso inferiore, ingombro installato ridotto
- Manutenzione/riparazione semplice
- Fornire azoto al 98% secondo lo standard del settore

Per comprendere meglio le principali differenze tra i due tipi di generatori, è necessario prima capire come producono azoto. Sebbene entrambi i tipi di generatori producano gas azoto ad elevata purezza dall'aria compressa, lo fanno in due modi nettamente diversi, il che ha un grande effetto sul modo in cui sono progettati e mantenuti.

Il cuore di un generatore di azoto che utilizza la tecnica di separazione a membrana è, ovviamente, la membrana di separazione. La membrana è costituita da migliaia di fibre cave attraverso le quali viene fatta passare l'aria compressa. Le pareti di ciascuna fibra sono permeabili alle molecole di gas, ma alcuni gas possono passare più facilmente di altri. Questi gas "veloci", tra cui ossigeno, CO2 e vapore acqueo, passano attraverso le pareti delle fibre e vengono scaricati nell'atmosfera. Il gas "lento", l'azoto, attraversa la parete della fibra molto più lentamente, producendo un flusso di azoto ad elevata purezza all'uscita della membrana. Non ci sono parti in movimento sulla membrana, semplicemente controllando la pressione e la portata dell'aria compressa attraverso la membrana si ottiene la produzione di azoto ad elevata purezza.

L'aria atmosferica è composta per il 78% da azoto e il processo PSA utilizza CMS per estrarre questo azoto dall'aria.

Il processo PSA è costituito da 2 recipienti riempiti con setacci molecolari di carbonio e allumina attivata.

L'aria compressa pulita viene fatta passare attraverso un recipiente e l'azoto puro esce come gas prodotto.

Il gas di scarico (ossigeno) viene scaricato nell'atmosfera. Dopo un breve periodo di generazione, dopo la saturazione del letto del setaccio molecolare, il processo commuta la generazione di azoto sull'altro letto tramite valvole automatiche, consentendo al tempo stesso di rigenerare il letto saturo mediante depressurizzazione e spurgo a pressione atmosferica.

Pertanto, i 2 serbatoi continuano a ciclicamente alternarsi nella produzione e nella rigenerazione di azoto, garantendo che il gas di azoto sia continuamente disponibile per il processo.

Ho bisogno di un essiccatore o di qualsiasi altro filtraggio speciale sulla mia fornitura d'aria?

Separazione della membrana:Ciascun generatore include un filtraggio in-linea per rimuovere particolato, acqua liquida e trasportare idrocarburi dal flusso d'aria prima che entrino nella membrana di separazione. Le membrane Air Products utilizzate da ECS sono progettate per filtrare il vapore acqueo, eliminando la necessità di un essiccatore a refrigerazione o ad adsorbimento a monte dell'unità.

Adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA):Le unità PSA in genere includono anche la filtrazione in linea di particolati e di idrocarburi nella linea dell'aria di origine per proteggere il materiale CMS. Tuttavia, a differenza delle membrane PRISM® di Air Products, il materiale CMS nelle unità PSA può essere influenzato negativamente dall'acqua/vapore acqueo nella fonte di gas. Anche il vapore acqueo verrebbe adsorbito dal materiale CMS, riducendo l'efficienza del processo di separazione e determinando una minore purezza dell'azoto.

Inoltre, se è presente acqua di riporto o si forma condensa nei serbatoi di adsorbimento, il materiale CMS può danneggiarsi. L'acqua liquida può provocare la canalizzazione del materiale CMS, con conseguente flusso d'aria inadeguato attraverso il letto e riduzione della produzione. In alcuni casi, il CMS può essere danneggiato irreparabilmente, rendendo necessaria la sostituzione completa. Per questo motivo, i generatori PSA richiederanno sempre un essiccatore d'aria refrigerato sul flusso di gas in ingresso, con il risultato di un altro potenziale punto di guasto e di un aumento del consumo elettrico.

Ci sono differenze nelle dimensioni/peso/ingombro dei due metodi di generazione di azoto?

Separazione della membrana:Poiché la tecnica di separazione a membrana richiede così poche parti mobili, ECS è stata in grado di progettare i suoi sistemi in modo che avessero il minimo ingombro rispetto a qualsiasi generatore di azoto attualmente sul mercato. Inoltre, ECS utilizza un metodo di riempimento e spurgo per inertizzare i sistemi antincendio a sprinkler, eliminando la necessità di un serbatoio di stoccaggio/buffer di azoto, riducendo ulteriormente l'ingombro delle apparecchiature e garantendo risparmi significativi e costi di installazione di materiali e manodopera.

Adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA):I controlli aggiuntivi, le valvole, i letti di adsorbimento, l'essiccatore refrigerato e il serbatoio tampone di azoto richiesti dall'approccio PSA si traducono in apparecchiature significativamente più pesanti e ingombranti. Ciò si traduce in maggiori costi di installazione e maggiori requisiti di spazio nel punto di installazione.

Qual è la durata prevista dell'apparecchiatura e qual è il costo risultante per la riparazione?

Separazione della membrana:Come qualsiasi altro prodotto venduto, esistono diversi produttori di membrane all'azoto, alcuni producono un prodotto di alta-qualità e altri offrono un'opzione conveniente. Fin dalla sua nascita, ECS ha utilizzato le membrane Air Products PRISM® che rappresentano la più alta qualità della tecnologia disponibile. Air Products ha inventato la tecnologia di separazione tramite membrana di azoto negli anni '70 e ha continuato a migliorarla.

Attualmente, le loro membrane sono progettate per un'aspettativa di vita di venti (20) anni con un ciclo di lavoro del 100% (nel settore della protezione antincendio utilizziamo la membrana con un ciclo di lavoro non superiore al 10%). Il costo per la sostituzione di una membrana ammonta al massimo al 25% del costo del generatore di azoto. Inoltre, la manodopera necessaria per sostituire una membrana di azoto sul campo è minima e può essere eseguita entro un'ora da un installatore di sprinkler per ripristinare l'unità e il funzionamento e il sistema di protezione antincendio di nuovo in servizio.

Adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA):La maggior parte dei produttori di PSA riferiscono che il materiale CMS ha una durata tipica di 20+ anni se viene eseguita una corretta manutenzione e filtraggio dell'aria. Tuttavia, ciò che non è chiaro è se la sostituzione del CMS possa essere eseguita da personale in loco o se sia necessario che sia un rappresentante del produttore a eseguire la sostituzione. Il lavoro comporterebbe lo smontaggio delle due colonne di adsorbimento, la rimozione del vecchio materiale CMS e il reimballaggio delle colonne secondo le specifiche originali con nuovo materiale CMS.

Le colonne reimpaccate dovranno quindi essere testate per garantire che avvenga la corretta separazione del gas. Si tratta di un'attività-intensa in termini di manodopera che deve essere eseguita mentre l'unità è fuori servizio, con conseguente perdita di gas di supervisione nei sistemi sprinkler a secco e a preazione. Oltre al materiale CMS, la complessità aggiuntiva dei generatori PSA aggiunge ulteriori punti di guasto all'apparecchiatura, sia sulle apparecchiature di controllo che sulle valvole automatizzate che commutano il flusso tra le due colonne di adsorbimento. Qualsiasi guasto in questi componenti comporterebbe il fuori servizio del sistema.

Esiste una differenza nella velocità di produzione o nella purezza del gas tra i due tipi di generatori di azoto?

Le membrane di separazione dell'azoto possono generalmente produrre azoto con purezza fino al 99,5%, mentre i generatori di azoto PSA possono raggiungere una purezza fino al 99,9995%. Realisticamente, la differenza nella purezza potenziale tra i due non ha alcun significato nel settore degli sprinkler antincendio, dove la purezza dell'azoto al 98% è diventata lo standard-a livello di settore per il controllo della corrosione.

Come per i compressori d'aria, i generatori di azoto sono disponibili in un'ampia varietà di modelli con diversi tassi di produzione di azoto. ECS dispone di una gamma di otto (8) generatori di azoto per soddisfare un'ampia gamma di applicazioni, da un singolo piccolo sistema di tubazioni a secco a una struttura protetta da 25+ sistemi tutti alimentati da un singolo generatore di azoto. ECS considera i tassi di perdita consentiti sia NFPA 13 che NFPA 25 quando dimensiona i suoi generatori per garantire che siano sempre al passo con la domanda del sistema.

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Oltre al generatore di azoto PSA, produciamo anche generatori di ossigeno VPSA, generatori di ossigeno PSA, serbatoi di stoccaggio, scambiatori di calore e altri prodotti. Se sei interessato ai sistemi di azoto psa o ad altri prodotti, non esitare a inviare un'e-mail asales@gneeheatex.com. Saremo molto felici di servirti.

Domande frequenti

Cos'è un generatore di azoto PSA?

PSA sta per adsorbimento dell'oscillazione della pressione. È una tecnologia che può essere utilizzata per generare azoto o ossigeno per scopi professionali. Innanzitutto, il serbatoio A è nella fase di adsorbimento mentre il serbatoio B si rigenera. Nella seconda fase entrambi i vasi equalizzano la pressione per prepararsi al cambio.

Chi è il produttore del generatore di azoto PSA?

GNEE è un produttore cinese di impianti di gas di azoto PSA. Benvenuti in GNEE. GNEE è il produttore cinese di impianti di generazione di gas di azoto PSA in loco di alta-qualità.

Qual è la differenza tra PSA e generatore di azoto a membrana?

La tecnologia a membrana è ideale per applicazioni a bassa-purezza, mentre la tecnologia PSA può produrre azoto-purezza più elevata. Entrambe le tecnologie offrono soluzioni convenienti-e affidabili per la generazione di azoto in vari settori.

Cos'è il PSA nella gassificazione?

L'adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA) è una tecnologia completamente sviluppata e commercializzata per la separazione del gas che consiste nell'adsorbimento selettivo di un gas in un materiale adsorbente. Questo materiale ha la capacità di adsorbire e desorbire selettivamente il gas a seconda della pressione operativa.

Qual è il principio di funzionamento del PSA?

Il principio della tecnologia PSA (Pressure Swing Adsorption).
Nell'adsorbimento con oscillazione di pressione, materiali adsorbenti specializzati assorbono le molecole di gas come ossigeno, anidride carbonica, vapore acqueo e altri gas ad alta pressione ad eccezione dell'azoto

Qual è la durata di vita di un generatore di azoto?

I generatori di azoto PSA sono generalmente progettati con un ciclo di vita dell'apparecchiatura compreso tra 20 e 25 anni. Anche i generatori di azoto a membrana hanno un lungo ciclo di vita. Le membrane di alcuni produttori possono durare fino a 15 anni prima che sia necessaria la sostituzione.

Cos'è un generatore di PSA?

PSA sta per adsorbimento dell'oscillazione della pressione. È una tecnologia che può essere utilizzata per generare azoto o ossigeno per scopi professionali. Innanzitutto, il serbatoio A è nella fase di adsorbimento mentre il serbatoio B si rigenera. Nella seconda fase entrambi i vasi equalizzano la pressione per prepararsi al cambio.

Come funziona il sistema PSA?

Il processo di adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA) si basa sul fenomeno per cui, sotto alta pressione, i gas tendono a rimanere intrappolati su superfici solide, cioè ad essere "adsorbiti". Maggiore è la pressione, maggiore è la quantità di gas assorbito. Quando la pressione diminuisce, il gas viene rilasciato o desorbito.