Cómo funciona un generador de nitrógeno: PSA versus tecnología de separación por membrana

El uso de gas nitrógeno se ha convertido en el método estándar para prevenir la corrosión en tuberías secas y sistemas de rociadores contra incendios de acción previa.

Al eliminar la presencia de oxígeno dentro de las tuberías del sistema, se minimiza la corrosión y la formación de depósitos. Esto ayuda a mitigar el riesgo de fugas y previene la formación de material obstructivo, garantizando así que el sistema funcionará según lo diseñado en caso de incendio.

Si bien los cilindros de nitrógeno se han utilizado como fuente de nitrógeno en algunos sistemas pequeños, la necesidad de reemplazar los cilindros con frecuencia y el riesgo de disparos falsos debido a la pérdida de gas de mantenimiento de presión limitan la efectividad de este enfoque. Más bien, la instalación de generadores de nitrógeno como fuente permanente de nitrógeno se ha convertido en el método preferido, tanto para instalaciones nuevas como existentes.

cuando se trata detecnología de generación de nitrógeno,Existen dos métodos principales para producir gas nitrógeno in situ: membranas de separación de nitrógeno y adsorción por cambio de presión (PSA).

Si bien cada enfoque tiene sus ventajas y desventajas, varios beneficios clave hacen de los generadores basados ​​en membrana-de ECS la opción ideal para la industria de rociadores contra incendios:

- No necesita secadores de aire con filtración de aire de alimentación de entrada especial
- Menor peso, menor espacio instalado
- Mantenimiento/reparación sencillos
- Proporciona nitrógeno al 98 % estándar de la industria

Para comprender mejor las diferencias clave entre los dos tipos de generadores, primero debe comprender cómo producen nitrógeno. Si bien ambos tipos de generadores producen gas nitrógeno de alta pureza a partir de aire comprimido, lo hacen de dos maneras claramente diferentes, lo que tiene un gran efecto en su diseño y mantenimiento.

El corazón de un generador de nitrógeno que utiliza la técnica de separación por membrana es, como era de esperar, la membrana de separación. La membrana consta de miles de fibras huecas a través de las cuales pasa el aire comprimido. Las paredes de cada fibra son permeables a las moléculas de gas, pero algunos gases pueden atravesarlas más fácilmente que otros. Estos gases "rápidos", incluidos el oxígeno, el CO2 y el vapor de agua, atraviesan las paredes de la fibra y salen a la atmósfera. El gas "lento", el nitrógeno, atraviesa la pared de la fibra mucho más lentamente, produciendo una corriente de nitrógeno de alta pureza en la salida de la membrana. No hay partes móviles en la membrana; simplemente controlar la presión y el caudal de aire comprimido a través de la membrana da como resultado la producción de nitrógeno de alta pureza.

El aire atmosférico se compone de un 78% de nitrógeno y el proceso PSA utiliza CMS para extraer este nitrógeno del aire.

El proceso PSA consta de 2 recipientes llenos de tamices moleculares de carbón y alúmina activada.

Se hace pasar aire comprimido limpio a través de un recipiente y el nitrógeno puro sale como gas producto.

Los gases de escape (oxígeno) se ventilan a la atmósfera. Después de una corta duración de generación, tras la saturación del lecho del tamiz molecular, el proceso cambia la generación de nitrógeno al otro lecho mediante válvulas automáticas, mientras permite que el lecho saturado se regenere mediante despresurización y purga a presión atmosférica.

Por lo tanto, los 2 recipientes mantienen ciclos alternativamente en la producción y regeneración de nitrógeno, lo que garantiza que el gas nitrógeno esté continuamente disponible para su proceso.

¿Necesito un secador de aire o alguna otra filtración especial en mi suministro de aire?

Separación de membrana:Cada generador incluye-filtración en línea para eliminar partículas, agua líquida y transportar hidrocarburos de la corriente de aire antes de ingresar a la membrana de separación. Las membranas que utiliza ECS de Air Products están diseñadas para filtrar el vapor de agua, eliminando la necesidad de un secador desecante o refrigerado aguas arriba de la unidad.

Adsorción por cambio de presión (PSA):Las unidades de PSA también suelen incluir-filtración de partículas en línea y transportan-hidrocarburos en su línea de aire de origen para proteger el material CMS. Sin embargo, a diferencia de las membranas PRISM® de Air Products, el material CMS en las unidades PSA puede verse afectado negativamente por el agua/vapor de agua en la fuente de gas. El material CMS también absorbería vapor de agua, lo que reduciría la eficiencia del proceso de separación y daría como resultado nitrógeno de menor pureza.

Además, si hay agua residual o si se produce condensación en los tanques de adsorción, el material CMS puede dañarse. El agua líquida puede provocar la canalización del material CMS, lo que resulta en un flujo de aire inadecuado a través del lecho y una reducción de la producción. En algunos casos, el CMS puede sufrir daños irreparables y es necesario reemplazarlo por completo. Por esta razón, los generadores PSA siempre requerirán un secador de aire refrigerado en la corriente de gas de entrada, lo que resultará en otro posible punto de falla y un mayor consumo eléctrico.

¿Existen diferencias en el tamaño/peso/huella de los dos métodos de generación de nitrógeno?

Separación de membrana:Dado que la técnica de separación por membrana requiere tan pocas piezas móviles, ECS ha podido diseñar sus sistemas para que ocupen el menor espacio posible que cualquier generador de nitrógeno actualmente en el mercado. Además, ECS utiliza un método de llenado y purga para inertar los sistemas de rociadores contra incendios, lo que elimina la necesidad de un tanque de almacenamiento/búfer de nitrógeno, reduce aún más la huella del equipo y proporciona ahorros significativos y costos de instalación de materiales y mano de obra.

Adsorción por cambio de presión (PSA):Los controles, válvulas, lechos de adsorción, secador refrigerado y tanque de compensación de nitrógeno adicionales que requiere el enfoque PSA dan como resultado equipos significativamente más pesados ​​y voluminosos. Esto da como resultado mayores costos de instalación y mayores requisitos de espacio en el punto de instalación.

¿Cuál es la vida útil esperada del equipo y cuál es el costo resultante de la reparación?

Separación de membrana:Como cualquier otro producto vendido, existen varios fabricantes de membranas de nitrógeno, algunos producen un producto de alta-calidad y otros producen una opción económica. Desde sus inicios, ECS ha utilizado membranas PRISM® de Air Products que representan la más alta calidad de tecnología disponible. Air Products inventó la tecnología de separación por membranas de nitrógeno en la década de 1970 y ha seguido mejorándola.

Actualmente, sus membranas están diseñadas para una vida útil de veinte (20) años con un ciclo de trabajo del 100 % (en la industria de protección contra incendios utilizamos la membrana con un ciclo de trabajo no superior al 10 %). El coste de sustitución de una membrana es como máximo el 25% del coste del generador de nitrógeno. Además, la mano de obra involucrada en reemplazar una membrana de nitrógeno en el campo es mínima y puede ser realizada en una hora por un instalador de rociadores contra incendios para que la unidad vuelva a funcionar y el sistema de protección contra incendios vuelva a estar en servicio.

Adsorción por cambio de presión (PSA):La mayoría de los fabricantes de PSA informan que el material CMS tiene una vida útil típica de 20+ años si se realiza un mantenimiento y una filtración de aire adecuados. Sin embargo, lo que no está claro es si el reemplazo del CMS puede ser realizado por personal en el sitio o si requiere que un representante del fabricante realice el reemplazo. El trabajo implicaría el desmontaje de las dos columnas de adsorción, la eliminación del material CMS antiguo y el reempaquetado de las columnas según las especificaciones originales con material CMS nuevo.

Luego sería necesario probar las columnas reempaquetadas para garantizar que se esté produciendo una separación de gases adecuada. Este es un ejercicio que requiere mucha mano de obra-y se debe realizar mientras la unidad está fuera de servicio, lo que resulta en una pérdida de gas de supervisión para los sistemas de rociadores contra incendios secos y de acción previa. Además del material CMS, la complejidad adicional de los generadores de PSA agrega puntos adicionales de falla al equipo, tanto en los equipos de control como en las válvulas automatizadas que cambian el flujo entre las dos columnas de adsorción. Cualquier falla en estos componentes provocaría que el sistema quedara fuera de servicio.

¿Existe alguna diferencia en la tasa de producción o la pureza del gas entre los dos tipos de generadores de nitrógeno?

Las membranas de separación de nitrógeno normalmente pueden producir nitrógeno con purezas de hasta el 99,5 %, mientras que los generadores de nitrógeno PSA pueden alcanzar purezas de hasta el 99,9995 %. De manera realista, la diferencia en la pureza potencial entre los dos no tiene importancia en la industria de los rociadores contra incendios, donde la pureza del nitrógeno del 98 % se ha convertido en el estándar-de toda la industria para el control de la corrosión.

Al igual que los compresores de aire, los generadores de nitrógeno vienen en una amplia variedad de modelos con diferentes tasas de producción de nitrógeno. ECS tiene una gama de ocho (8) generadores de nitrógeno para satisfacer una amplia gama de aplicaciones, desde un pequeño sistema de tubería seca hasta una instalación protegida por 25+ sistemas, todos alimentados por un solo generador de nitrógeno. ECS considera las tasas de fuga permitidas tanto de NFPA 13 como de NFPA 25 al dimensionar sus generadores para garantizar que siempre se mantengan al día con la demanda del sistema.

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Además del generador de nitrógeno PSA, también producimos generadores de oxígeno VPSA, generadores de oxígeno PSA, tanques de almacenamiento, intercambiadores de calor y otros productos. Si está interesado en los sistemas de nitrógeno psa u otros productos, no dude en enviar un correo electrónico asales@gneeheatex.com. Estaremos muy felices de servirle.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un generador de nitrógeno PSA?

PSA significa adsorción por cambio de presión. Es una tecnología que se puede utilizar para generar nitrógeno u oxígeno con fines profesionales. Primero, el tanque A está en la fase de adsorción mientras el tanque B se regenera. En la segunda etapa, ambos vasos igualan la presión para prepararse para el cambio.

¿Quién es el fabricante del generador de nitrógeno PSA?

GNEE es un fabricante chino de plantas de gas nitrógeno PSA. Bienvenidos a GNEE. GNEE es el fabricante chino de plantas generadoras de gas nitrógeno PSA in situ de-calidad-.

¿Cuál es la diferencia entre PSA y generador de nitrógeno de membrana?

La tecnología de membrana es ideal para aplicaciones de baja-pureza, mientras que la tecnología PSA puede producir nitrógeno de mayor-pureza. Ambas tecnologías ofrecen soluciones rentables-efectivas y fiables para la generación de nitrógeno en diversas industrias.

¿Qué es el PSA en gasificación?

La adsorción por cambio de presión (PSA) es una tecnología completamente desarrollada y comercializada para la separación de gases que consiste en la adsorción selectiva de un gas en un material adsorbente. Este material tiene la capacidad de adsorber y desorber selectivamente el gas dependiendo de la presión de operación.

¿Cuál es el principio de funcionamiento del PSA?

El principio de la tecnología de adsorción por cambio de presión (PSA)
En la adsorción por cambio de presión, los materiales adsorbentes especializados adsorben las moléculas de gas como oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua y otros gases a alta presión con la excepción del nitrógeno.

¿Cuál es la vida útil de un generador de nitrógeno?

Los generadores de nitrógeno PSA suelen estar diseñados con un ciclo de vida del equipo de 20 a 25 años. Los generadores de nitrógeno de membrana también tienen un ciclo de vida largo. Las membranas de algunos fabricantes pueden durar hasta 15 años antes de que sea necesario reemplazarlas.

¿Qué es un generador de PSA?

PSA significa adsorción por cambio de presión. Es una tecnología que se puede utilizar para generar nitrógeno u oxígeno con fines profesionales. Primero, el tanque A está en la fase de adsorción mientras el tanque B se regenera. En la segunda etapa, ambos vasos igualan la presión para prepararse para el cambio.

¿Cómo funciona el sistema PSA?

El proceso de adsorción por cambio de presión (PSA) se basa en el fenómeno de que, bajo alta presión, los gases tienden a quedar atrapados en superficies sólidas, es decir, a ser "adsorbidos". Cuanto mayor es la presión, más gas se adsorbe. Cuando cae la presión, el gas se libera o se desorbe.