L'azote, considéré comme la "cinquième plus grande utilité" dans la production industrielle

L'azote, considéré comme le "cinquième plus grand utilitaire" dans la production industrielle, est aussi important que l'eau, l'électricité, le gaz naturel et l'air comprimé, et est largement utilisé dans divers scénarios industriels.Actuellement, il existe deux moyens principaux d'obtenir de l'azote: l'un consiste à s'appuyer sur des fournisseurs tiers (tels que le gaz de bouteille, l'azote liquide et la séparation cryogénique de l'air sur place),et l'autre est la production interne d'azote sur placeAvec les demandes croissantes de réduction des coûts et d'efficacité dans l'industrie,production d'azote sur siteLa tendance actuelle est celle du marché.Atlas Copco est une société, en tirant parti de son expertise en matière d'équipement de gaz, peut fournir des solutions de production d'azote sur site sur mesure en fonction des exigences spécifiques d'une entreprise en matière de pureté et de débit,aider les entreprises à contrôler les coûts tout en maximisant la qualité de l'azoteCet article vous guidera à travers les tendances de développement, les principaux avantages, les principes techniques et les applications industrielles de la production d'azote sur site,fournissant une référence pour votre choix de solution d'approvisionnement en azote.

Le modèle traditionnel consistant à s'appuyer sur des fournisseurs tiers d'azote (tels que le stockage de bouteilles de gaz et les réservoirs de stockage d'azote liquide) présente de nombreux inconvénients:La logistique et le transport sont très polluants pour l'environnement, les employés doivent passer du temps à gérer la chaîne d'approvisionnement, le gaz est facilement gaspillé, il existe des risques pour la sécurité et le coût total à long terme est élevé.

La production d'azote sur site peut parfaitement résoudre ces problèmes, et ses principaux avantages peuvent être résumés en 6 points:

1. Moins coûteux: le coût unitaire de production d'azote n'est qu'une fraction de celui des fournisseurs tiers, ce qui se traduit par des avantages importants à long terme;
2. Les coûts sont contrôlables: il n'est pas nécessaire de signer des contrats de fourniture à long terme et complexes avec des tiers, et les coûts sont stables et prévisibles;
3. Zéro déchet: La production d'azote est directement proportionnelle à l'utilisation et il n'y aura pas de gaz inactif ou gaspillé.
4. Réduire les coûts de gestion: éliminer les processus tels que le transport de l'azote, le traitement des commandes et le rapprochement des paiements, ce qui réduit l'effort de gestion requis;
5. Plus sûr.: il n'est pas nécessaire de stocker sur place de grandes quantités de bouteilles de gaz haute pression ou d'azote liquide, ce qui réduit les risques pour la sécurité dans l'environnement de travail;
6. Faible incidence sur l'environnement: Réduit les émissions de carbone pendant le transport et élimine le besoin de conteneurs de stockage à forte intensité de ressources.

Pour les entreprises ayant une demande quotidienne d'azote stable, la production d'azote sur site est sans aucun doute un meilleur choix, car elle peut améliorer l'efficacité opérationnelle à partir de plusieurs dimensions telles que la chaîne d'approvisionnement,coût, et la sécurité.

La production d'azote sur site repose principalement sur deux technologies de base: la technologie de séparation par membrane et latechnologie d'adsorption par oscillation sous pression (PSA)Les deux ont des principes et des scénarios applicables différents et peuvent être sélectionnés de manière flexible en fonction des besoins des entreprises.

La composante principale de la production d'azote par séparation par membrane est le "module membrane" (d'environ 10 cm de diamètre), qui est rempli d'un grand nombre de fibres polymères creuses.Le processus de production d'azote peut être résumé comme "séparation par perméation. "

• Une fois que l'air comprimé sec et propre est entré dans le module de membrane,différents composants dans l'air passeront à travers la paroi de fibres polymères à des vitesses différentes en raison des différences de propriétés moléculaires (ce processus est appelé "osmose").
• Les molécules d'eau (H2O) pénètrent le plus rapidement et sont les premières à traverser la paroi des fibres et à être expulsées; les molécules d'oxygène (O2) pénètrent le plus rapidement et sont expulsées plus tard.
• Les molécules d'azote (N2) ont le taux de perméation le plus lent et ne peuvent pas traverser la paroi de la fibre.devenir un gaz azoté utilisable.
• Pour empêcher les gaz imperméables de créer une surpression et de boucher les fibres à l'intérieur de la membrane,la coque de membrane est équipée de "ouvertures de ventilation" permettant de décharger rapidement les "gaz de déchets" tels que l'eau et l'oxygène.

• L'air d'admission doit être propre et sec: si l'air comprimé contient de l'eau liquide ou des impuretés, il obstruera les fibres du diaphragme et raccourcira sa durée de vie.un séparateur d'eau (comme un séchoir réfrigéré) doit être installé en amont du générateur d'azoteCertains modèles sont déjà équipés de filtres et de séchoirs intégrés, il n'est donc pas nécessaire d'installer d'autres appareils.
• Une petite quantité de vapeur d'eau est autorisée: les fibres de la membrane peuvent tolérer une certaine quantité de vapeur d'eau, il n'est donc pas nécessaire de surtraiter l'humidité de l'air d'admission,mais l'eau liquide doit être absolument évitée d'entrer.

La production d'azote PSA est basée sur un cycle "adsorption-régénération".tamis moléculaires au carboneLa production continue d'azote est réalisée en basculant les états de fonctionnement des deux tours.

• Étape d'adsorption: L'air comprimé sec et propre pénètre dans la tour A, et le tamis moléculaire de carbone adsorbe de préférence les impuretés telles que l'oxygène (O2), le dioxyde de carbone (CO2),et de la vapeur d'eau (les molécules d'oxygène sont plus petites et peuvent pénétrer dans les pores du tamis moléculaire, tandis que les molécules d'azote sont plus grandes et ne peuvent pas pénétrer); l'azote non adsorbé est déchargé de la tour A et peut être utilisé ou stocké directement.
• Étape de régénération: lorsque la tour A est saturée d'adsorption, le système passe à la tour B (la tour B entre dans la phase d'adsorption et produit continuellement de l'azote);une petite quantité d'azote déchargée de la tour A reviendra dans la tour A, réduisant la pression à l'intérieur de la tour A. Après la chute de pression, le tamis moléculaire de carbone libérera l'oxygène précédemment adsorbé,qui sera emporté par l'azote inverse et déchargé.
• Les deux tours alternent entre adsorption et régénération pour obtenir une production d'azote continue et stable pendant 24 heures.Le générateur d'azote de la série NGP+ d'Atlas Copco utilise la technologie PSA et est un dispositif "plug-and-play" simple à utiliser et hautement fiable.

• L'air d'admission doit être soigneusement traité: l'air comprimé doit être séché, déshydraté et dépoussiéré. S'il contient de l'huile ou de l'humidité, il contaminera le tamis moléculaire de carbone.entraînant une diminution de la capacité d'adsorptionPar conséquent, un séchoir, un filtre à huile et un filtre à carbone doivent être installés entre le compresseur et le générateur d'azote.
• Ajouter une protection contre les défauts: il est recommandé d'installer des capteurs de pression, de température et de point de rosée de pression dans le générateur d'azote.une alarme peut être réglée à temps pour éviter de contaminer le système PSA.

Le gaz d'azote, en raison de ses propriétés inertes (faible réactivité) et incolores et inodores, convient à une variété de besoins industriels.

• Fonction principale: remplacer l'oxygène dans l'emballage, empêcher l'oxydation et la détérioration des aliments et maintenir le goût et l'arôme du produit;pour prolonger la durée de conservation des aliments emballés (comme les chips de pomme de terre), les produits de boulangerie et l'embouteillage des boissons).

• Fonction principale: Dans le processus de production et d'emballage des médicaments,L'azote sec crée un "environnement inerte" pour empêcher l'oxygène de provoquer des réactions chimiques inutiles dans les médicaments et pour assurer la qualité des médicaments; en même temps, il aide les entreprises pharmaceutiques à réduire leurs coûts d'approvisionnement en gaz et à respecter les normes de conformité de l'industrie.

• Fonction principale: Les composants électroniques ont des exigences extrêmement élevées pour l'environnement de production.empêche l'oxydation des composants pendant le soudage, crée un environnement propre et contrôlé pendant l'assemblage, évite les dommages dus à l'humidité pendant le stockage et réduit finalement le taux de défauts.

• Fonction principale: Dans les techniques d'analyse telles queLC-MS(chromatographie liquide-spectrométrie de masse), l'azote est utilisé pour éliminer les solvants de l'échantillon afin d'éviter que le solvant n'interfère avec les résultats des mesures;il peut former un environnement de protection neutre pour assurer l'exactitude des données expérimentales.

• Fonction principale: Améliorer la sécurité opérationnelle: Utiliser l'azote pour purifier les systèmes de compresseurs, les conduites et les réacteurs, et décharger les gaz inflammables et explosifs pour prévenir les incendies ou les explosions.Il peut également être utilisé pour le déshumidification dans les réservoirs de stockage de pétrole et le contrôle de la pression pendant le forage de pétrole et de gaz..

• Fonction principale: l'azote peut réduire la concentration d'oxygène dans l'environnement à moins de "concentration d'oxygène limitéeIl s'agit d'une des technologies clés pour la sécurité incendie industrielle dans le monde entier.

• Fonctions principales: couvrant les secteurs tels que la fabrication automobile, la construction, la transformation des métaux, l'aérospatiale, la production de batteries et l'énergie renouvelable,il est principalement utilisé dans des scénarios tels que l'anti-oxydation, contrôle de la pression et protection de l'environnement (par exemple protection inerte pendant le traitement thermique des métaux et protection contre l'humidité pendant la production de batteries).

Si vous avez besoin de plus d'informations sur la sélection de solutions de production d'azote sur site (par exemple, des scénarios d'application spécifiques pour les technologies de séparation par PSA et membrane),ou souhaitez obtenir des calculs de la demande d'azote stomiséVous pouvez également obtenir plus d'informations techniques via les canaux officiels d'Atlas Copco.