PSA-генератор азота — это система производства газа на месте, которая отделяет кислород от сжатого атмосферного воздуха и получает газ, обогащенный азотом.
PSA означает Pressure Swing Adsorption — короткоцикловая адсорбция при переменном давлении.
Атмосферный воздух содержит приблизительно 78% азота и 21% кислорода.
Технология PSA не производит новый газ, а выделяет уже содержащийся в воздухе азот.
Основные ресурсы:
Атмосферный Воздух + Электроэнергия
В PSA-генераторах обычно используется Carbon Molecular Sieve – CMS, углеродное молекулярное сито.
При поступлении подготовленного сжатого воздуха в адсорбционную колонну кислород, водяной пар и некоторые другие компоненты адсорбируются CMS быстрее, чем азот.
На выходе получают газ с высокой концентрацией азота.
Типичная схема:
Атмосферный воздух
→ Компрессор
→ Воздушный ресивер
→ Осушитель и фильтрация
→ PSA-генератор азота
→ Ресивер азота
→ Анализ чистоты
→ Технологический процесс
Обычно используются две адсорбционные колонны: одна производит азот, вторая проходит регенерацию.
PLC обеспечивает автоматическое переключение циклов и непрерывную работу.
On-site nitrogen generation означает производство азота непосредственно на предприятии вместо его постоянной закупки у внешнего поставщика.
Традиционные способы поставки:
PSA позволяет производить азот рядом с точкой потребления.
Газ производится непосредственно на предприятии.
Задержки цистерн или баллонов могут остановить технологический процесс.
Собственное производство дает предприятию больший контроль над поставкой азота.
Основными эксплуатационными расходами являются:
электроэнергия + техническое обслуживание + фильтры и расходные материалы
Не каждому технологическому процессу требуется азот чистотой 99,999%.
В зависимости от применения PSA может обеспечивать приблизительно от 95% до 99,999% N₂ и выше.
При увеличении потребления правильно спроектированную систему можно расширить дополнительными модулями.
При увеличении чистоты азота:
Извлечение Азота ↓
Потребность в Сжатом Воздухе ↑
Энергопотребление ↑
Правильный инженерный подход:
не
«Получать максимальную чистоту»
а
«Производить именно ту чистоту, которая реально требуется процессу, с максимальной эффективностью».
Высокочистый азот используется при резке нержавеющей стали и алюминия для снижения окисления.
Модифицированная атмосфера, blanketing емкостей и снижение контакта продукта с кислородом.
Инертизация, продувка, blanketing и обеспечение технологической безопасности.
Создание контролируемой атмосферы в печах.
Пайка, высокоточное производство и контролируемые атмосферы.
Инертизация процессов и емкостей.
Экструзия, вспенивание и создание технологической атмосферы.
Продувка, инертизация, повышение давления и техническое обслуживание.
Необходимо учитывать:
Особенно важно совместно рассматривать:
Расход + Чистота + Давление
Сжатый воздух может содержать:
Они могут отрицательно влиять на адсорбент и надежность системы.
Поэтому установка должна проектироваться комплексно:
Компрессор + Воздушный Ресивер + Осушитель + Фильтрация + PSA-Генератор
| Критерий | PSA на месте | Жидкий азот |
|---|---|---|
| Источник | Атмосферный воздух | Внешнее производство |
| Производство | На предприятии | Внешнее |
| Цистерны | Нет / минимум | Требуются |
| Криогенная емкость | Обычно не требуется | Обычно требуется |
| Электропотребление | Есть | Низкое на площадке |
| Чистота | По требованиям процесса | Очень высокая |
| Закупка газа | Существенно снижается | Постоянная |
| Зависимость от логистики | Низкая | Высокая |
| Увеличение мощности | Модульное | Требуется увеличение поставок |
| Основной OPEX | Электроэнергия + обслуживание | Газ + логистика |
**Стоимость газа
**Электроэнергия
Наиболее корректно сравнивать:
€/Nm³ N₂
ROI зависит от:
Годовая Экономия = Текущие Годовые Затраты На Азот – Годовые Эксплуатационные Затраты PSA
Срок Окупаемости = Общая Стоимость PSA / Годовая Чистая Экономия
Это система, которая методом адсорбции отделяет кислород и другие компоненты воздуха и производит газ, обогащенный азотом.
В зависимости от конструкции — приблизительно от 95% до 99,999% N₂ и выше.
Да. Технология PSA требует сжатого воздуха.
Да. Основная часть энергии расходуется компрессором.
При высоком и стабильном потреблении — потенциально да. Необходим индивидуальный расчет ROI.
В Mentis Engineering мы рассматриваем установку как комплексную систему:
**Производство Сжатого Воздуха
Наша задача — не предложить самый большой генератор или максимально возможную чистоту.
Наша задача — обеспечить требуемый расход, чистоту и давление с оптимальной эффективностью.
Основным вопросом должно быть не только:
«Где купить азот?»
но и:
«Могу ли я производить необходимый азот на своем предприятии более контролируемо и экономично?»
Передайте Mentis Engineering данные о вашем потреблении азота, его текущей стоимости, требуемой чистоте и режиме работы.
Мы можем рассчитать производительность PSA, потребность в сжатом воздухе, энергопотребление, расчетную себестоимость Nm³ азота и срок окупаемости инвестиции.
