В промышленном спросе на азот, генераторы азота PSA и мембранные генераторы азота

В условиях промышленного спроса на азот генераторы азота PSA (адсорбция при переменном давлении) и генераторы азота с мембранным разделением являются двумя основными техническими путями. Каждый из них имеет свои технические преимущества и подходит для различных промышленных сценариев. Для научного и обоснованного выбора оборудования рекомендуется выполнить следующие пять шагов:

1. Чистота азота

Из-за технических различий самая высокая чистота азота, которую могут достичь технологии PSA (адсорбция при переменном давлении) и мембранного разделения, различна. Поэтому уровень чистоты является основным фактором, определяющим технический маршрут:

• Генератор азота PSA: процесс адсорбции на углеродных молекулярных ситах может стабильно производить азот с чистотой от 95% до 99,9995%, помимо покрытия промышленных сценариев использования азота для мембранного разделения, он также может удовлетворить требования высокой чистоты в прецизионном производстве, высокотехнологичной химической, электронной полупроводниковой и фармацевтической областях с широкой адаптируемостью.
• Генератор азота с мембранным разделением: Азот, получаемый с помощью технологии мембранного разделения, обычно имеет чистоту от 95% до 99,5%, что подходит для требований средней и низкой чистоты. В основном он используется в областях добычи нефти и природного газа, а также в химическом машиностроении.

При фактическом выборе, если требуемая чистота азота превышает 99,9%, приоритет должна отдаваться адсорбции PSA при переменном давлении. Если чистота составляет от 95% до 99%, можно выбрать мембранное разделение.

2. Режим использования газа

• Адаптация PSA: чистота 99,9% или выше, длительное, непрерывное, стабильное и мобильное использование газа. То есть в процессе производства азот используется непрерывно и без перебоев, а оборудование может работать длительное время, удовлетворяя промышленную потребность в азоте в больших объемах.
• Адаптация к мембранному разделению: низкая чистота от 95% до 99%, длительное непрерывное, стабильное и мобильное использование газа. То есть его можно запускать и останавливать несколько раз в течение дня, обеспечивая кратковременное использование газа; его также можно реализовать с помощью бортового оборудования для производства азота, чтобы обеспечить удобное перемещение.

3. Место и условия установки.

• Адаптация PSA: подходит для надлежащего машинного помещения и учитывает удобство обслуживания оборудования при его размещении.
• Адаптация мембранного разделения: может адаптироваться к небольшим помещениям и имеет низкий рабочий шум.

4. Возможность обслуживания и чистота рабочего состояния.

• Адаптация PSA: требует возможности регулярного технического обслуживания; особенно для обслуживания групп фильтров, чтобы обеспечить сухость и чистоту всасываемого воздуха и предотвратить загрязнение углеродных молекулярных сит.
• Адаптация мембранной сепарации: основной блок не требует ежедневного обслуживания, но качество всасываемого воздуха очень высокое. Если сжатый воздух содержит чрезмерное количество масла или воды, это приведет к необратимому повреждению волокон мембраны и приведет к высоким затратам на замену. Он подходит для сценариев с небольшим количеством персонала, без специального обслуживания или мобильного использования на открытом воздухе.

5. Общая стоимость владения (TCO) на протяжении всего жизненного цикла.

• Генератор азота с мембранным разделением: первоначальные инвестиции выше (в основном из-за высокой стоимости импортных мембран), но он экономит электроэнергию в краткосрочной перспективе.
• PSA имеет более низкое энергопотребление на единицу азота и более длительный срок службы расходных материалов.

Рекомендуемый выбор для различных отраслей промышленности

1. Отрасли, подходящие только для производства азота PSA.

• Производство электроники: пайка SMT оплавлением, упаковка чипов, пластины (от 99,99% до 99,999%).
• Литиевая батарея новой энергии/солнечная энергия: спекание электродов, кремниевая защита (≥99,99%)
• Термическая обработка металлов: светлый отжиг, закалка, пайка (от 99,95% до 99,99%).
• Фармацевтическая асептика, защита от тонких химических реакций, замена газообразного азота высокой чистоты.

2. Отрасли промышленности, где предпочтительным является получение азота с помощью мембранного разделения.

• Обычная консервация пищевого азота (закуски, замороженные продукты, от 97% до 99%).
• Нефтяные резервуары, пруды для сточных вод, небольшие резервуары для хранения, защита от инертизации (95–98 %)
• Напыление, продувка трубопроводов, опрессовка, лазерная резка (низкие требования к условиям труда)
• Небольшие децентрализованные силосы для хранения, заполнение азотом для защиты от медицинских насекомых
• Небольшие одиночные машины с прерывистым типом наполнения, похожие на накачку шин в авторемонтных мастерских.
• Бортовое мобильное производство азота, мобильное оборудование для испытаний под давлением, небольшая лабораторная продувка азотом.

3. Промышленные сценарии, в которых можно использовать как PSA, так и мембранное разделение (чистота от 99% до 99,5%, средний поток).

• Небольшое литье под давлением, экструзия кабеля, небольшая упаковка для пищевых продуктов и т. д.

Распространенные заблуждения при выборе и практическое избежание ошибок

1. Старайтесь не использовать мембранное разделение для достижения чистоты 99,9%: для достижения чистоты 99,9% с помощью технологии мембранного разделения значительно возрастут как энергопотребление, так и затраты на оборудование, что слишком дорого.
2. Нельзя исключать предварительное мембранное разделение: необходимо использовать холодную сушилку + многоступенчатый фильтр для удаления масла, чтобы гарантировать, что входящий газ достаточно сухой и чистый; в противном случае это повлияет на нормальный срок службы мембраны.
3. PSA рекомендует использовать буферный резервуар: для противодействия пульсации потока, вызванной переключением клапана, он может стабилизировать давление у конечного потребителя.
4. Периодические большие колебания в расходе газа: Мембранная сепарация реагирует быстрее; для непрерывного и постоянного большого расхода PSA обладает большей стабильностью и экономичностью.
5. Если позже возникнет необходимость в процессах высокой чистоты: сразу выберите PSA.

Сравнительная таблица оборудования для производства азота PSA и оборудования для производства азота с мембранным разделением