Генераторы азота

могут быть адсорбционными и мембранными

Адсорбционные

Схема работы.

Сжатый воздух, прошедший предварительную очистку и осушение, поступает в генератор MAXIGAS. Входное реле давления контролирует давление сжатого воздуха. В случае, если давление ниже установленного минимума, генератор переходит в режим ожидания - во избежание некорректного протекания процессов адсорбции/регенерации и снижения чистоты азота.

Затем, сжатый воздух через один из открытых впускных соленоидных клапанов поступает в соответствующий адсорбер. Адсорберы заполнены специальным адсорбентом - углеродными молекулярными ситами (CMS, от английского Carbon Molecular Sieve). Меньшие по размеру молекулы кислорода, а также и некоторая часть других присутствующих в воздухе газов, преференциально задерживается порами CMS, в то время как азот преимущественно проходит через адсорбер

Чистота азота (остаточное содержание в нем кислорода) зависит от времени контакта проходящего через адсорбер воздуха с CMS.

На выходе из адсорбера выделенный из воздуха азот проходит через обратный клапан и поступает в промежуточный ресивер, предназначенный для компенсации пиков потребления. Затем, азот проходит через регулятор давления и через контрольный выходной клапан, связанный с выходным реле давления. Перед выходным клапаном незначительная часть азота отбирается и отводится на анализатор содержания кислорода.

В то время, как выделенный из воздуха в одном адсорбере азот проходит вышеописанную цепочку, в другом адсорбере происходит процесс регенерации адсорбента. Для этого, часть азота отбирается через откалиброванное сопло и подается в регенерируемый адсорбер. В процессе движения через слой адсорбента молекулы азота «вымывают» кислород из пор CMS, и полученная смесь выводится в атмосферу через открытый разгрузочный клапан регенерируемого адсорбера. Для снижения звукового давления сброс производится через фильтр-глушитель

.Мембранные генераторы азота.

1. Мембранные системы нуждаются, для производства одного и того же кол-ва азота при одной и той же степени его очистки от кислорода, в значительно большем объеме сжатого воздуха. Особенно заметно это проявляется при заданной чистоте азота выше 99%. Как следствие, мембранным системам требуется больший по производительности компрессор, потребляющий значительно больше электроэнергии.

2. Чувствительность мембранных генераторов азота к давлению поступающего сжатого воздуха. Как правило, мембранные системы рассчитаны на работу со сжатым воздухом давлением 10-13 бар. При падении давления до уровня 7 бар (изб) эффективность мембранных систем снижается на 40-50%.

3. Чувствительность мембранных систем к температуре. Как правило, мембранные генераторы азота рассчитаны на работу со специально подогреваемым (обычно до 45-55°C) сжатым воздухом, что приводит к дополнительным расходам и к появлению дополнительного источника риска, связанного с резким снижением эффективности системы в случае неисправности системы нагрева (как правило, в роли таковой выступают ТЭНы).

4. Срок службы. Мембранные генераторы азота чрезвычайно чувствительны к температурному режиму и наличию загрязнений. В реальных условиях эксплуатации, снижение эффективности мембран составляет от 5 до 17% в первый год работы генератора, и от 3 до 7% в каждый последующий, что делает реальный срок эксплуатации мембран не превышающим 5 лет.

.

Рис. 11. Адсорбционный генератор азота:

Технические характеристики:

концентрация азота от 99,5% до 99,999%;

выход азота от 4 нм³/ч до 21 м³/ч.;

рабочее давление от 7,5 до 9 атмосфер.

Основным звеном воздухоразделительной установки является генератор азота. Для исправной работы генератора по принципу короткоцикловой безнагревной адсорбции нужен сухой сжатый воздух под давлением не ниже 8-ми атмосфер. То есть, в состав установки должен также входить компрессор, оборудованный системой подготовки сжатого воздуха, способная очистить сжатый воздух от посторонних примесей, таких как влага, масло и механические частицы.

В комплектацию азотной установки должен входить воздушный ресивер, и его объем зависит от производительности самой станции. Задача ресивера заключается в том, чтобы сглаживать перепады давления, а также выступать в качестве первой ступени очистки сжатого воздуха от посторонних примесей путем отвода конденсата специальным клапаном.

С помощью газоанализатора происходит контроль выходящего из азотной установки газа. Его поток контролируется благодаря датчику расхода азота. Когда возникает необходимость накопления азота, станцию оборудуют ресивером и дожимающим компрессором для непосредственной заправки баллонов.