Получение азота. Генератор азота, азотная установка адсорбционного типа

Одним из самых известных, распространённых на нашей планете элементов является азот. Его содержание в атмосфере составляет более 78%. Это вещество может быть в связанном состоянии как органическим, так и неорганическим. Соединения азота важны для использования в сельском хозяйстве и промышленности. Каким способом следует получать азот, обусловлено необходимой чистотой данного элемента.

В промышленности получают азот следующими способами:

• фракционная дистилляция жидкого воздуха — способ, основанный на разных температурах кипения для кислорода и для азота;
• реакция (химическая) воздуха с раскаленным каменным углем;
• газоразделение адсорбционным методом.

Фракционная дистилляция считается одним из самых экономичных методов получения молекулярного азота и представляет собой способ последовательного сжижения очищенного воздуха посредством охлаждения и расширения. Получив жидкий воздух, его перегоняют через фракции, поднимая медленно температуру. В результате этого сначала происходит выделение благородных сортов газов, а затем и азота. Однако температура кипения у азота -195,8 °C, немного ниже температуры другой составляющей воздуха, кислорода (-182,9°C). Так что, если осторожно нагревать жидкий воздух, то азот будет испаряться сначала. Азот в газообразном состоянии идёт потребителю в сжатом виде (15 МПа), им заполняют черные баллоны с желтой надписью «азот». Остается лишь кислород в жидком виде.

Такой способ получения азота обеспечивает ежегодное производство многих миллионов тонн азота. Далее азот идёт на последующую переработку для производства аммиака, роль которого в качестве сырья состоит в получении сельскохозяйственных и промышленных соединений, содержащих азот. Чистая азотная атмосфера может быть использована также в случае необходимости полного отсутствия кислорода.

Посредством дистилляции фракций есть возможность получить и «атмосферный азот».

Для получения этого вещества в промышленности широкое применение находят азотные установки, так называемые азотогенераторы, в которых используются различные методы газоразделения. Благодаря наличию новых современных технологий концентрация выпускаемого азота может достигать 10 ppm (99.999%).

Азот газообразной и жидкой фракций получают в процессе разделения воздуха атмосферного. Более 78 % по массе - довольно высокое содержание этого газа в атмосфере. Это гарантирует данному варианту получения азота экономичность, удобство выполнения, эффективность. Для получения азота используются специальные агрегаты, работающие на принципе мембранного, криогенного или адсорбционного разделения смеси воздуха. Основанные на принципе адсорбционного и мембранного разделения воздуха установки более просты в эксплуатации и являются довольно дешевыми. Принцип их действия основан на поглощении кислорода из атмосферного воздуха и поглощении других газовых примесей. Оборудование же криогенного принципа действия более сложно, требует высококвалифицированного обращения, однако применяется для получения жидкого азота. Конкретное решение и выбор метода получения азота зависит от области использования газа.

Лабораторные условия предполагают получение азота несколькими способами.

1) Самый известный способ его получения это реакция, основанная на разложении нитрита аммония:

NH₄NO₂ → N₂↑ + 2H₂O

Эта реакция протекает экзотермически, в ходе её протекания выделяется 80 ккал и требуется охлаждение ёмкости (сосуда). Однако в начале реакции нитрит аммония необходимо нагреть. При дальнейшем протекании реакции в насыщенный и нагретый раствор сульфата аммония по каплям добавляют раствор нитрита натрия, тоже насыщенный. Происходит реакция обмена, в ходе которой моментально разлагается нитрит аммония. Полученный при этом газ загрязнён оксидом азота, аммиаком и кислородом. От этих примесей он очищается при последовательном пропускании его через растворы сульфата железа, серной кислоты, а также его пропускают над раскалённой медью. Очищенный азот затем осушают.

2) Также можно получить азот лабораторным способом, который состоит в нагревании смеси в пропорции 1:2 по массе, состоящей, соответственно, из сульфата аммония и дихромата калия. Следующие уравнения отображают ход реакции:

K₂Cr₂O₇ + (NH₄)₂SO₄ = (NH₄)₂Cr₂O₄ + K₂SO₄ (NH₄)₂Cr₂O₇ →(t) Cr₂O₃ + N₂↑ + 4H₂O

3) При помощи разложения азидов металлов можно получить самый чистый азот:

2NaN₃ →(t) 2Na + 3N₂↑

4) Смесь благородных газов с азотом под названием «азот атмосферный» или «воздушный» можно получить путём реакции раскалённого кокса с воздухом:

O₂+ 4N₂ + 2C → 2CO + 4N₂

Получается при этом, как его ещё называют, газ «генераторный» или «воздушный». Это, в принципе, сырьё, применяемое в качестве топлива или для химических синтезов. При поглощении монооксида углерода из этого сырья можно, при необходимости, выделить азот.

5) Следующий лабораторный способ, применяемый для получения азота, состоит в том, что аммиак пропуска над оксидом меди. Делается это при температуре около 700 °C:

2NH₃ + 3CuO → N₂↑ + 3H₂O + 3Cu

Его (аммиак) берут из насыщенного нагреваемого аммиачного раствора. Количество окиси меди должно быть больше расчётного в 2 раза. Делается это непосредственно перед использованием: очищение азота от примесей аммиака и кислорода происходит при пропускании его над медью и оксидом меди (как мы упоминали выше при описании процесса разложения нитрита аммония), а затем его высушивают сухой щёлочью и при помощи серной кислоты (концентрированной). Это весьма медленный процесс, однако, он себя оправдывает: получаемый газ обладает достаточно хорошими показателями по чистоте.

6) А вот чистый азот или «химический» получают в лабораториях при добавлении хлорида аммония NH₄Cl (при нагревании и насыщенного раствора) к нитриту натрия NaNO₂ (твёрдому):

NaNO₂ + NH₄Cl = NaCl + N₂ + 2H₂O

В зависимости от оснащённости лабораторий оборудованием, в лабораториях можно получать азот посредством его выделения из других веществ в ходе определённых химических реакций или при разложении или распаде последних, например:

1) с взрывом разлагается нитрит аммония (твёрдый):

NH₄NO₂ = N₂ + 2H₂O.

2) при реакции окисления аммиака получаем:

2NH₃ + 3CuO = N₂ + 3Cu + 3H₂O;

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O.

3) при взаимодействии металла с азотной кислотой в разбавленном виде:

12HNO₃ + 5Mg = N₂ + 5Mg (NO₃)₂ + 6H₂O.

4) азид лития при термическом разложении даёт:

2LiN₃ = 3N₂ + 2Li.

Установка для производства азота состоит из двух основных секций:

• Компрессорная установка;
• Генератор и буфер азота.

1. Компрессорная установка.

Выработка азота зависит напрямую от давления подаваемого воздуха. Давление воздуха должно быть на 1,5-2 бара больше, чем необходимое давление азота на выходе. Но тем не менее оптимальное давление для данной установки не менее 6,5 бар (изб.). Подаваемый сжатый воздух должен соответствовать ниже указанным характеристикам.

2. Генератор азота.

В предлагаемом генераторе используется метод короткоцикловой безнагревной адсорбции (КБА технология) для получения азота из сжатого воздуха. Генератор состоит из одного или более модулей, в состав каждого из которых входят по две алюминиевые колонки с углеродными молекулярными ситами. Сжатый воздух увлажняется и фильтруется, затем подается в первую колонку модуля, таким образом, проходя молекулярные сита осаждаются влага, кислород и СО₂. После снижения уровня кислорода азот направляется в резервуар для хранения и является готовым для дальнейшего использования. Далее сита, насыщенные кислородом очищаются при помощи сброса давления, а в это время азот вырабатывается во второй колонке. Циклы происходят примерно каждую минуту, все контролируется при помощи ПЛК и отображаются на дисплее установки.

Повышение давления	Сброс давления

Технические характеристики

1. Характеристики генератора и производимого азота:

2. Характеристики компрессора и воздуха:

Схема установки в сборе

1. Компрессор;
2. Емкость сжатого воздуха;
3. - 7. Осушитель воздуха и фильтры;
8. Генератор азота;
9. Регенеративная ёмкость;
10. Буферная емкость азота.

Объем поставки

• Генератор азота;
• Воздушный компрессор;
• Воздушные фильтры;
• Осушитель воздуха;
• Воздушная емкость;
• Буферная емкость азота;
• Технологический резервуар.

Технические характеристики

1. Характеристики по азоту:

2. Характеристики по воздуху:

Технические характеристики указаны при учёте следующих условий:

Описание оборудования

1. Генератор азота

В данном генераторе азота используется технология адсорбции для получения азота из сжатого воздуха. Генератор состоит из двух адсорберов, в конструкцию которых входят углеродные молекулярные сита, при помощи которых осуществляется процесс выделения азота. После генератора азот направляется в буферную ёмкость. Два адсорбера работают попеременно, после того, как сита одного наполняются кислородом, начинается его очистка, в то время, как процесс получения азота проходит во втором адсорбере. Управление и мониторинг установки производится при помощи панели управления, на дисплей которой выводится вся необходимая информация о параметрах работы системы.

2. Компрессор сжатого воздуха

3. Набор фильтров для очистки воздуха

• Фильтр предварительной очистки с автоматическим сливом конденсата
• Фильтр тонкой очистки с автоматическим сливом конденсата
• Микрофильтр с автоматическим сливом конденсата
• Фильтр с активированным углём

4. Холодильный осушитель сжатого воздуха

5. Емкость для воздуха

6. Буферная емкость азота

Комплект предохранительных клапанов
Манометр

7. Водный сепаратор

Сепаратор оснащён электронной системой дренирования конденсата

Схема потоков и штуцеров

Таблица штуцеров

2 – Подвод электроэнергии;
3 – Анализатор.

Примечание:
Все рисунки даны для ознакомления и могут быть незначительно изменены.

Объем поставки

• Генератор азота;
• Воздушный компрессор;
• Воздушные фильтры;
• Осушитель воздуха;
• Воздушная емкость;
• Буферная емкость азота;
• Водный сепаратор с системой дренажа.

Применяемая технология

Генератор извлекает азот, имеющийся в окружающем воздухе и из других газов, применяя технологию адсорбции с колебаниями давления. Во время процесса адсорбции с колебаниями давления сжатый чистый окружающий воздух подводится к молекулярному ситу, которое позволяет азоту пройти внутрь как получаемый газ, но адсорибрует другие газы. Сито пропускает адсорбированные газы в атмосферу, когда выходной клапан закрыт, а давление фильтрации возвращается к давлению окружающей среды. Затем фильтрующий слой прочищается азотом перед тем, как вводить свежий сжатый воздух для нового цикла производства. Для того, чтобы гарантировать постоянный поток продукта, генераторы азота используют два молекулярных фильтрующих слоя, которые подключаются альтернативно между адсорбционными и регенерирующими фазами. При нормальных рабочих условиях и при правильном обслуживании молекулярные фильтрующие слои имеют почти бессрочный срок службы. Технология адсорбции с колебаниями давления имеет несколько международных патентов и соответствие стандартам рынка по исполнению и эффективности.

Компоновка оборудования

Для того, чтобы генератор азота работал автоматически, необходимы следующие составные компоненты:

Подача сжатого воздуха

Подача определенного количества сжатого воздуха и определенного качества, описанного в разделе предложении. Минимальное количество свободной подачи сжатого воздуха в м³/мин при 20°С равно среднему потреблению воздуха генератором азота в Нм³/мин, увеличенному на соответствующий процент для компенсации влияния окружающего воздуха и допусков на исполнение воздушного компрессора при расчетных условиях. Система сжатия воздуха будет включена в объем поставки, который будет состоять из воздушного компрессора и рефрижераторной сушилки воздуха.

Воздушные фильтры

Комплект фильтров грубой и высокой степени очистки и активированный угольный фильтр всегда включены в объем поставки. Воздушные фильтры необходимо устанавливать между системой подачи сжатого воздуха и воздушным ресивером, чтобы убедиться, что генератор азота будет получать необходимое минимальное количество.

Воздушный ресивер

Воздушный ресивер устанавливается между воздушными фильтрами и азотным генератором. Принципиальная задача воздушного ресивера – это гарантия подачи достаточного количества свежего воздуха на только что восстановленный фильтрующий слой генератора азота за короткий промежуток времени. Если система сжатого воздуха включена в объем поставки, размеры объема воздушного ресивера будут меняться до удовлетворительных для процесса и сжатия воздуха (макс. нагрузка / циклы без нагрузки).

Ресивер азота

Поток продукции генератора азота собирается в одном ресивере азота. Ресивер азота необходимо установить в непосредственной близости от генератора азота. Наличие ресивера азота гарантирует достаточное противодавление для процесса и постоянного потока азота к конечному заказчику. Если специально не указано, объем ресивера азота рассчитывается на основе предположения о постоянной динамике потребления применением Заказчика в течение продолжительного времени.

Преимущества:

Безопасность

Низкие рабочие давления, безопасное хранение. Нет необходимости в тяжелых газовых баллонах высокого давления. От опасного хранения жидкого азота можно отказаться.

Экономность

Нет расходов на распределение и обработку. Получение азота на месте (пром.площадке) генераторами азота экономит расходы на обработку и хранение в газовых баллонах высокого давления и предотвращает расходы на аренду, транспортировку и потери на испарение у пользователей.

Низкие эксплуатационные расходы.

Предлагаемый процесс имеет более эффективное разделение чем другие системы на рынке. Благодаря этому потребность в подаче воздуха падает, то есть 10 – 25% экономии энергии по сравнению со сравнимыми системами. Благодаря уменьшению вращающихся частей до минимума и использованию высококачественных элементов расходы на обслуживание остаются на низком уровне в течение всего срока службы генератора.

Удобство

Простота установки и обслуживания. У генераторов азота вход воздуха и выход азота находятся на одной стороне. Это означает простую установку, даже при малых углах цеха. Высокая надежность благодаря уменьшенному количеству вращающихся частей и высококачественных компонентов.

Гарантированное качество азота

Отсутствие риска недостаточной чистоты азота, автоматическое возобновление процесса. Генераторы азота обладают уникальной системой контроля: в случае если чистота азота не совпадает с указанным значением, ПЛК автоматически закрывает поток производства азота к выходу применения заказчика и открывают сбросной клапан некондиционного азота. Система будет пробовать запустить процесс, и когда чистота азота достигнет необходимого результата, сбросной клапан закроется, а клапан получения азота снова откроется. Полностью автоматическая и не сопровождаемая оператором процедура, ручной повторный запуск не требуется.

Проектные условия

Данные приведены для идеального режима работы, допуск ±5%

Размеры, вес

Параметры энергопотребления

Допуск на все указанные значения: ± 10%

Объем поставки

4 воздушных компрессора

• ротационный винтовой компрессор с впрыском масла

4 воздухоосушилки

• рефрижераторный воздухоосушитель

2 воздушных ресивера

• вертикальная емкость высокого давления из углеродистой стали
• предохранительные клапаны, установленные на соответствующий уровень давления
• объем: 3000 л
• макс рабочее давление: 11,0 бар изб

фильтры сжатого воздуха

Два комплекта внешних фильтров сжатого воздуха, устанавливаются перед воздушным ресивером, комплект состоит из следующих фильтров:

• один коалесцирующий фильтр первичной очистки (эффективность 99,9999%, 1,0 µ - ≤ 0,5 мг/м³) с устройством для слива конденсата поплавкового типа;
• один коалесцирующий фильтр тонкой очистки (эффективность 99,9999%, 0,01 µ - ≤ 0,1 мг/м³) с устройством для слива конденсата поплавкового типа;
• один активированный угольный фильтр (остаточное масло ≤ 0,005 мг/м³).

два генератора азота

Два азотных генератора, полностью предварительно смонтированы, с установленными проводами на покрашенной раме из углеродистой стали, каждый оснащен следующими компонентами:

• 6 адсорбционных башен, каждая наполнена углеродным молекулярным ситом. Углеродное молекулярное сито будет производства США, Европы или Японии. Изготовленные в Китае или Индии сита не применяются;
• Глушитель отработанного газа, установлен для приглушения отходящего газа до расчетного уровня шума;
• Комплект электро-пневматических технологических клапанов и дросселей, вкл. соленоидные клапаны;
• 1 некондиционный продувочный трубопровод для азота с регулирующим клапаном соленоидного управления;
• Комплект предохранительных клапанов, настроенных на соответствующий уровень давления;
• Все трубопроводы и электрокабели для соединения;
• Локальные датчики давления;
• Одна (1) система контроля для полностью автоматической работы генератора, с полной внутренней проводной обводкой и состоящая из следующих позиций:
  • Один ПЛК (Rockwell / Allen Bradley Micro 850 ПЛК) с соединением Ethernet / IP для коммуникации с удаленной системой управления заказчика;
  • Один сенсорный графический интерфейс пользователя (Rockwell / Allen Bradley С400), отображающий значения реального времени релевантных параметров и возможные аварийные сообщения для прямой диагностики;
  • Все трубопроводы, клапана, контрольно-измерительные приборы и система управления «под ключ», монтированные на раме из углеродистой стали;
  • Один (1) автономный анализатор остаточного азота с датчиком из диоксида циркония;
  • Один автономный электронный расходомер продукта.

два (2) ресивера азота

• вертикальная емкость высокого давления из углеродистой стали;
• предохранительные клапаны, установленные на соответствующий уровень давления
• объем: 3000 л
• макс рабочее давление: 11,0 бар изб

Применяемые стандарты

1. Директива 2009/105/EC для простых сосудов под давлением
2. Европейская Директива 97/23/ЕС ,EN 13445, EN 13480 по оборудованию, работающему под давлением
3. Директива 2004/108/EC по электромагнитной совместимости
4. Директива ЕС 2006/95/EC по низковольтному электрооборудованию
5. Директива о машинном оборудовании 2006/42/EC

Примечание

При требуемой производительности невозможно модульное исполнение.

Описание

Примерный вид азотного генератора

В объем поставки входит:

Поз. 1 Азотный генератор

Обозначение: ATEX Сконструирован в соответствии с CODAP CE 97-23

Сконструирован и покрашен в соответствии с нашим стандартом без какой-либо спецификации

Взрывозащита Зона II

Давление азота будет зависеть от давления воздуха
Пуск 7 бар останов 8 бар
При 40°С расход, производимый при 97%, не превышает 420 Нм³/ч

Описание процесса:

Окружающий воздух сжимается в смазанном, охлаждаемом воздухом компрессоре. После прохождения через буфер воздуха и водный сепаратор, он поступает в рефрижераторный осушитель и фильтры для удаления воды и масла. Сжатый воздух проходит через угольное молекулярное сито внутрь адсорбционных слоев, где поглощается кислород, азот покидает адсорбционный слой. Во время поглощения в одном слое, второй слой регенерирует путем падения давления до атмосферного давления.

Цикл поглощения/десорбции контролируется фиксированной последовательностью контроллера PLC.
Расход азота и чистота настраиваются во время пробных эксплуатаций до отгрузки
Пыль и микроорганизмы задерживаются последним фильтром.

Анализатор кислорода ATEX зона II ANA 02 F2
регулятор противодавления

Поз. 2 Буферная емкость

Емкость: 3000 литров
Сконструирован в соответствии с CODAP CE 97-23
С цинковым покрытием

Примечание:

В объем поставки входят только поз. E и F см. схему ниже.
Остальные позиции не входят в объем поставки.
Могут быть предложены опционально.

Не входит в объем поставки:

Электропитание, напряжение 230 В, 1ф, 50Гц
Мощность 200 Вт

А КОМПРЕССОР

1004 Нм³/ч 10 Бар /1.0 Мпа

В ВОЗДУШНЫЙ БУФЕР

Емкость: 2000 литров
Расположен рядом с азотным генератором

С ОСУШИТЕЛЬ

Точка конденсации: -40°С

D ФИЛЬТРЫ

1 водный сепаратор Обозначение: WS
1 фильтр предварительной очистки Обозначение
Фильтрация: 1 микрон макс. (1 мкм)

1 фильтр Обозначение: G

Масло: 0,01 мг/м³ при 21°С

G КОНЕЧНЫЙ БУФЕР АЗОТА

Общие данные

Технические параметры

Объем поставки

Технические параметры

Принцип работы

Полная установка включает компрессор, холодильный осушитель, фильтры, воздушный бак, генератор и буферный бак для азота. Генератор азота состоит из двух колонок, с расположенными внутри углеродными молекулярными ситами (CMS). Предварительно обработанный сжатый воздух поступает в активную колонку и проходит через CMS. Кислород и другие газы поглощаются, а азот проходит дальше. Активная колонка работает с повышенным давлением. Когда давление ослабевает, колонка отключается и полностью восстанавливается. Для обеспечения безопасного и стабильного потока используются две колонки, одна из которых активна, вторая - неактивна. В конце производственного цикла колонки меняются ролями.

Преимущества:

• Гибкость
• Рентабельность
• Безопасность
• Легкое управление
• Надежность

Габариты (Д х Ш х В, см)

Компрессор: 146х90х153 695кг
Осушитель: 70х56х95 83кг
Воздушный бак: 79х79х222 200кг
Генератор: 155х130х210 1250кг
Буферный бак: 60х60х207 110кг

Объем поставки

• Генератор азота, потоковая мощность 42см³/ч ~ 38.7Нм³/ч при 99.999% степени чистоты, выпускное давление 5 бар
• Система управления с цветным сенсорным дисплеем включая датчик чистоты газа
• Буферный бак 500 л, включая пылевой фильтр и регулятор давления
• Винтовой компрессор 8 бар, включая фильтрующий циклон
• Холодильный осушитель, потоковая мощность 570 Нм³/ч
• Установка воздушной фильтрации, фильтры 1 микрон и 0.01 микрон, включая дренажную систему
• Воздушный бак 900 л, включая шланги и зажимы
• Защитный молекулярный фильтр от влаги с автоматическим восстановлением, защита генератора молекулярного фильтра от влаги в сжатом воздухе

Описание технологии

В основе работы установки производства азота лежит технология короткоцикловой безнагревной адсорбции (КБА) или адсорбция с перепадом давления – это процесс, основанный на разделении газовых смесей с помощью адсорбентов.

В паре емкостей с углеродным молекулярным ситом последовательно повышают и понижают давление. Под давлением углеродное молекулярное сито (УМС) адсорбирует молекулы кислорода из воздуха, при этом азот перемещается свободно. При снижении давления УМС регенерируется, а кислород и другие нецелевые газы выводятся через выпуск.

Данный технологический процесс позволяет достигать очень высокой чистоты извлекаемого азота; содержание кислорода в азоте составляет менее 1 ppm.

Общее описание установки

Для обеспечения постоянного потока азота в минимум 4000 Нм³/ч с чистотой 99,9% были объединены 3 высокопроизводительных азотных генератора. Питание установки сжатым воздухом осуществляется современной и надежной системой, состоящей из компрессоров, осушителей воздуха и фильтров. Выходное давление азота в 40 Бар (изб.) обеспечивается двумя азотными бустерами (компрессорами).

Преимущества:

• Установка проста в эксплуатации и требует минимального обслуживания;
• Генератор работает автоматически, запуск и останов производится по необходимости (в зависимости от потребности в чистом азоте);
• Производство чистого азота в нужное время, в необходимом количестве и качестве;
• Ступенчатое (автоматическое) регулирование производительности азотного генератора / холодный резерв мощности — при снижении потребности в чистом азоте, при необходимости проведения технического обслуживания или ремонта, при аварийной ситуации – можно отключить одну линию, оставив две другие в работе;
• Удобное управление с помощью сенсорного экрана высокого разрешения;
• Интуитивно понятная работа блока управления (пользовательская система управления);
• Возможность осуществления удаленного доступа к системе для контроля и регулировки.

Безопасность:

• Низкое рабочее давление, отсутствие опасности хранения криогенного азота;
• Отсутствие рисков, связанных с газовыми баллонами высокого давления.

Эффективность:

• Предлагаемые генераторы азота имеют более высокую эффективность разделения воздуха, чем аналогичные установки, что позволяет снизить расход атмосферного воздуха и потребление энергии;
• Генератор азота полностью автоматизированный; работа осуществляется в автоматическом режиме; система переходит в режим ожидания, если нет подачи воздуха.
• Удобное управление и дистанционный доступ (контроль производительности, контроль чистоты азота, технологические диаграммы, диагностика неисправностей, график технического обслуживания и эксплуатации).

Блок подачи воздуха обеспечивает установку непрерывным потоком высококачественного сжатого воздуха. Каждый из трех азотных генераторов снабжен блоком подачи воздуха, состоящим из двух винтовых компрессоров с циклонным фильтром и блоком управления, холодильного осушителя и трубной обвязки.

Основным рабочим органом блока подачи воздуха является винтовой компрессор. Каждый генератор азота снабжен двумя компрессорами, которые обеспечивают общую производительность блока подачи воздуха в 233 м³/мин с давлением 10 Бар (изб.). Общая расчетная мощность каждой пары компрессоров составляет соответственно 630 кВт, 630 кВт и 400 кВт.

Далее сжатый воздух подвергается осушке до точки росы +3°С, чтобы удалить большую часть влаги из потока, т.к. влага в воздухе может повредить углеродное молекулярное сито азотного генератора и стать причиной ненадлежащего функционирования.

Данную функцию выполняет высокоэффективный холодильный осушитель, обеспечивая высокое качество сжатого воздуха и, как следствие, чистого азота.

После блока подачи сжатый и осушенный воздух проходит через два фильтра и далее по трубопроводу поступает в буферную емкость воздуха, откуда подается на азотные генераторы.

Азотный генератор упрощенно представляет собой несколько спаренных емкостей под давлением, каждая пара работает в противофазе. Емкости оснащены фильтрами сжатого воздуха и буферами (воздушным и азотным).

Перед входом в генератор азота, качество сжатого воздуха, приводится в соответствие со спецификацией ISO 8573.1: 2010 класс 2.4.1. двумя промышленными воздушными фильтрами, которые обеспечивают фильтрацию частиц размером до 0,01 мкм.

После фильтрации сжатый воздух аккумулируется в буферной емкости воздуха, обеспечивая постоянный поток воздуха в генератор.

В данной установке применены азотные генераторы двух типов:

• генератор производительностью 1581,6 Нм³/ ч (5 пар емкостей) смонтирован в стандартном 20’ контейнере – 2 шт.;
• генератор производительностью 949,0 Нм³/ ч (3 пары емкостей) смонтирован в стандартном 15’ контейнере – 1 шт.

На выход генератора поступает чистый азот с давлением 8 Бар (изб.) и далее накапливается в буферной емкости чистого азота при том же давлении.

Для легкого и удобного управления генератор оснащен центральным ПЛК с сенсорным экраном. На экране в любое время отображается чистота и давление продукта. Также он позволяет осуществлять мониторинг точки росы, температуры, производительности. Кроме того, панель управления снабжена функцией удаленного доступа для контроля работы генератора азота.

Чистый азот отпускается потребителю при давлении 40 Бар (изб.). Чтобы обеспечить последовательное и стабильное сжатие чистого азота с 8 до 40 Бар (изб.) в установке применены поршневые компрессоры.

Два одноступенчатых поршневых азотных бустера (компрессора) с водяным охлаждением установлены после азотных генераторов. Азотные компрессоры оснащены электродвигателем номинальной мощностью 200 кВт и обеспечивают постоянный поток чистого азота с давлением 40 Бар (изб.).

Установка производства чистого азота состоит из трех производственных линий:

• Линия №1: включает генератор азота производительностью 1581,6 Нм³/ч;
• Линия №2: включает генератор азота производительностью 1581,6 Нм³/ч;
• Линия №3: включает генератор азота производительностью 949 Нм³/ч.

Основные характеристики:

Одновременная работа трех линий  позволяет достичь установке следующие характеристики:

Таким образом, для регулирования общей производительности установки, а также для проведения технического обслуживания или других работ достаточно вывести из работы одну или две линии, не останавливая производство чистого азота полностью.

Примечание

Данные приведены для идеального режима работы, допуск ± 5%
Нм³/ч – для условий 0°С, 1013 мбар
Расход воздуха зависит от конкретной температуры и высоты.
Точка росы: +3°С;
Тонкость фильтрации сжатого воздуха: 0,01 мкм.

Объем поставки

Установка включает три генератора азота (два размещаются на открытой раме стандартного 20’ – контейнера и один на открытой раме стандартного 15’ – контейнера), что позволяет при необходимости регулировать производительность, а также проводить обслуживание и ремонт каждого генератора (или отдельного узла генератора) в отдельности, не прибегая к полному отключению установки.

Азотный генератор

Производительность 26.1 кг/ч~22,5м³/ч (при темп. 20°C и давл. 760мм.рт.ст), с чистотой 99.999% и давлением на выходе 5 бар.

Система управления с цветным touchscreen-экраном и датчиком чистоты газа.

Буферный бак

Объем 270 литров. Включает пылевой фильтр и регулятор давления.

Компрессор

Винтовой компрессор, 8 бар, с фильтр-циклоном и эко-выхлопом.

Холодильный осушитель

Номинальная производительность 5.2 м³/мин.

Комплект фильтрации

Фильтры 1 и 0.1 микрон, включая осушительную систему

Воздушный бак

Объем бака 500 литров. В составе: шланги и соединения

Вспомогательный компрессор

Поджимной компрессор с очисткой и выходным давлением 30 бар.

Система защиты

Система защиты от влаги с автовостановлением. Защищает молекулярное сито генератора от влаги компрессорного воздуха

Система мониторинга и управления

В диапазоне от 1 до 290м³/час с отображением на тачскрине.

Контроль чистоты

Очищает газ до требуемой чистоты на выходе

Последовательный запуск/останов

Начальная последовательность инициируется нажатием одной кнопки, все компоненты, контролируются PLC

Аудио / визуальная сигнализация

Визуальная и акустическая сигнализация в случае любой тревоги

Накопительный бак

Объем 5000 литров, максимальное операционное давление 42 бар, в составе с фильтром частиц и соединителями

Регулятор давления

Диапазон от 40 до 5 бар, макс. производительность 200 м³/час

Условия эксплуатации

Требуемая мощность воздушного компрессора для заданных параметров: 2,49 м³ / мин

Источник питания

Примечание.

1) Отклонение по производительности ± 5%
2) Указанная чистота [%] является средним значением
3) Расход воздуха зависит от вашей номинальной температуры и высоты

Процесс является чрезвычайно чистой операцией, и единственным «сырьем» является воздух. Местные генераторы обеспечивают бесперебойную подачу газа с высокой степенью чистоты. Это означает, что вы можете производить газ там, где и когда он вам нужен, и в точном количестве и качестве, которое вам нужно.

• используется две колонны с молекулярными ситами для обеспечения непрерывного производства.
• 7 бар (изб) подачи сухого сжатого воздуха в одну колонну генератора, где создается давление. О₂ связан с молекулярным ситом во время наддува, а N₂ пропускается в приемный резервуар для азота.
• Пока давление в сосуде повышается, второй остается в режиме ожидания без давления.
• Часть добываемого газа используется для регенерации молекулярного сита в резервной колонне.
• Углеродное молекулярное сито самого высокого качества находится внутри колонн генератора. Молекулярное сито полностью регенерируется в генераторах.

Станция наполнения баллонов:

все системы могут быть расширены с возможностью наполнения баллона. Генератор азота в сочетании с резервным баллоном обеспечивает высочайший уровень безопасности.

Нестандартная конструкция:

сверхпрочная конструкция для тяжелых условий эксплуатации с использованием высококачественных и долговечных компонентов, системы с установленным контейнером, каркасная конструкция.

Поддержка:

Очень проста в установке, эксплуатации и требует минимального обслуживания. Специалист по поддержке при планировании, установке и эксплуатации вашего проекта.

Безопасность:

низкое рабочее давление, отсутствие опасного хранения сжиженного азота, отсутствие риска безопасности при обращении с газовыми баллонами высокого давления.

Управление сенсорным экраном:

Высококачественный блок управления сенсорным экраном (индивидуальная система управления). Прецизионная система контроля уровня чистоты, диагностики неисправностей, графиков технического обслуживания и рабочих диаграмм.

Удобство:

простота установки и обслуживания с неограниченным запасом кислорода. ПЛК генератора автоматически управляет генератором, запускает и останавливает выработку кислорода в прямой реакции на потребность в расположенной ниже распределительной системе. Производите только тот газ, который вам нужен, когда и где вам нужно, в точном количестве и требуемом качестве.

Особенности и преимущества

Экономия средств и быстрая окупаемость: быстрая окупаемость 1-2 года. Генераторы экономят ваши расходы на обработку и хранение газовых баллонов высокого давления и позволяют избежать арендной платы, транспортных расходов и массовых потерь при испарении. Нет потерь времени производства из-за нехватки газа.

Эффективность: с уменьшенными потребностями в питающем воздухе, что приводит к снижению потребности в энергии.

Полностью автоматический и дистанционный контроль:

полностью автоматический генератор;
работа без дежурного персонала;
удаленный контроль доступа;
производство начинается, когда появляется спрос, ниже по тех.потоку;
система переходит в режим ожидания, когда кислород не требуется.

Генератор азота, метод производства адсорбционный

Отклонение по производительности ± 5%
2) Указанная чистота [%] является средним значением
3a) Нм³ = нормальный кубический метр - стандартные условия до 20°C, 1013 мбар
3b) ст.м³ = стандартный кубический метр - стандартные условия до 15° C, 981 мбар
4) Расход воздуха зависит от вашей номинальной температуры и высоты.

Процесс PSA является чрезвычайно чистой операцией, и единственным «сырьем» является воздух. Местные генераторы обеспечивают бесперебойную подачу газа с высокой степенью чистоты. Это означает, что вы можете производить газ там, где и когда он вам нужен, и в точном количестве и качестве, которое вам нужно.

• используется две колонны с молекулярными ситами для обеспечения непрерывного производства.
• 7 бар (изб) подачи сухого сжатого воздуха в одну колонну генератора, где создается давление. О₂ связан с молекулярным ситом во время наддува, а N₂ пропускается в приемный резервуар для азота.
• Пока давление в сосуде повышается, второй остается в режиме ожидания без давления.
• Часть добываемого газа используется для регенерации молекулярного сита в резервной колонне.
• Углеродное молекулярное сито самого высокого качества находится внутри колонн генератора. Молекулярное сито полностью регенерируется в генераторах.

Станция наполнения баллонов:

все системы могут быть расширены с возможностью наполнения баллона. Генератор азота в сочетании с резервным баллоном обеспечивает высочайший уровень безопасности.

Нестандартная конструкция:

сверхпрочная конструкция для тяжелых условий эксплуатации с использованием высококачественных и долговечных компонентов, системы с установленным контейнером, каркасная конструкция.

Поддержка:

Очень проста в установке, эксплуатации и требует минимального обслуживания. Специалист по поддержке при планировании, установке и эксплуатации вашего проекта.

Безопасность:

низкое рабочее давление, отсутствие опасного хранения сжиженного азота, отсутствие риска безопасности при обращении с газовыми баллонами высокого давления.

Управление сенсорным экраном:

Высококачественный блок управления сенсорным экраном (индивидуальная система управления). Прецизионная система контроля уровня чистоты, диагностики неисправностей, графиков технического обслуживания и рабочих диаграмм.

Удобство:

простота установки и обслуживания с неограниченным запасом кислорода. ПЛК генератора автоматически управляет генератором, запускает и останавливает выработку кислорода в прямой реакции на потребность в расположенной ниже распределительной системе. Производите только тот газ, который вам нужен, когда и где вам нужно, в точном количестве и требуемом качестве.

Особенности и преимущества

Экономия средств и быстрая окупаемость: быстрая окупаемость 1-2 года. Генераторы экономят ваши расходы на обработку и хранение газовых баллонов высокого давления и позволяют избежать арендной платы, транспортных расходов и массовых потерь при испарении. Нет потерь времени производства из-за нехватки газа.

Эффективность: с уменьшенными потребностями в питающем воздухе, что приводит к снижению потребности в энергии.

Полностью автоматический и дистанционный контроль:

полностью автоматический генератор;
работа без дежурного персонала;
удаленный контроль доступа;
производство начинается, когда появляется спрос, ниже по тех.потоку.
система переходит в режим ожидания, когда кислород не требуется.

Генератор азота в комплекте с системой очистки осушки по азоту до ≥ 99.999% и для поддержания точки росы -70 0С.

1. Производительность 200.0Nm³/h, давление на выходе 0~5bar, на раме с ПЛК, расходомером и системой клапанов
2. Ресиверы для воздуха и азота: 4,0 м³ до 10,0 бар;
3. Система глубокой фильтрации
4. Винтовой компрессор 160 кВт
5. Осушитель воздуха с воздушным охлаждением
6. Система адсорбции

Габаритные размеры ~20m*2.5m*3.3m;

Время запуска ~ 60 минут для холодного и 20 мин - для горячего

Генератор азота PSA - это удобная и экономичная азотная система, которая широко используется на объекте. с проверенной временем надежностью, используемой в различных отраслях промышленности.

Персонал компании Интех ГмбХ (Intech GmbH) всегда готов предоставить дополнительную техническую информацию по генераторам азота, азотным установкам адсорбционного типа.

Вакуумные компрессорные системы, вакуумные компрессоры
Вентиляторы. Турбовентиляторы. Расчет и подбор вентиляторов
Винтовые компрессоры
Дожимная компрессорная станция
Компрессорные установки для кислого газа, водорода, агрессивных газов, коксового газа, кислорода
Мембранные компрессоры
Основные характеристики компрессора. Производительность компрессора. Мощность компрессора
Передвижные компрессоры
Расчет компрессоров. Подбор компрессорного оборудования
Ротационные воздуходувки
Паровые турбины Shin Nippon Machinery (SNM)
Турбодетандеры
Турбокомпрессоры
Центробежная компрессорная установка
Центробежные воздуходувки и газодувки
Центробежные компрессоры
Установки для получения азота
Установки для получения сжатого воздуха

Классификация компрессоров
Лопастные компрессоры
Объемные компрессоры
Применение винтовых компрессоров
Применение поршневых компрессоров
Применение центробежных компрессоров
Роторные компрессоры
Смазка цилиндров поршневых компрессоров