Потребности в азоте в различных отраслях промышленности

1. Металлургия и металлообработка

Некоторые применения в этих отраслях требуют азота чистотой выше 99,5%, в то время как другие требуют высококачественного азота чистотой выше 99,9995% и точкой росы ниже -65°C. Фактические требования к чистоте азота должны определяться в соответствии с конкретным производственным процессом и применением заказчика.

2. Химическая промышленность и промышленность новых материалов

В целом, эти отрасли не имеют очень строгих требований к чистоте азота. Азот чистотой выше 98% может использоваться во многих применениях. Однако фактические требования зависят от конкретного производственного процесса заказчика.

3. Пищевая и фармацевтическая промышленность

Большинство применений в пищевой промышленности не требуют чрезвычайно высокой чистоты азота. Азот чистотой 99,5%–99,9% обычно может удовлетворить их требования. Однако некоторые применения в пищевой промышленности требуют чистоты азота 99,99% из-за специфических требований процесса.

Фармацевтическая промышленность обычно требует азота чистотой 99,99%, и для оборудования и компонентов, контактирующих с газом, обычно требуются материалы из нержавеющей стали.

4. Электронная промышленность

Электронная промышленность, как правило, имеет относительно высокие требования к чистоте азота и обычно требует азот чистотой 99,99% или выше.

Сравнение различных типов генераторов азота

1. Криогенный генератор азота методом разделения воздуха

Криогенное разделение воздуха — это традиционный метод производства азота, который используется уже несколько десятилетий. В качестве сырья используется воздух. Воздух сначала сжимается и очищается, а затем сжижается в процессе теплообмена для получения жидкого воздуха.

Жидкий воздух в основном состоит из жидкого кислорода и жидкого азота. Поскольку кислород и азот имеют разные температуры кипения при атмосферном давлении, примерно -183°C для кислорода и -196°C для азота, их можно разделить путем фракционной дистилляции жидкого воздуха для получения азота.

Системы генерации азота методом криогенного разделения воздуха сложны и требуют относительно большой площади установки. Они также связаны с более высокими затратами на инфраструктуру, значительными первоначальными инвестициями, относительно высокими эксплуатационными расходами и более длительным временем запуска, обычно около 12–24 часов.

Требования к установке также относительно высоки, что приводит к более длительному периоду установки и ввода в эксплуатацию.

Учитывая затраты на оборудование, установку и инфраструктуру, для систем мощностью ниже примерно 3500 Нм³/ч стоимость инвестиций в систему генерации азота методом PSA той же мощности может быть на 20%–50% ниже, чем у системы криогенного разделения воздуха.

Криогенное разделение воздуха более подходит для крупномасштабного промышленного производства азота, в то время как оно может быть менее экономичным для мелкомасштабного и среднемасштабного производства азота.

2. Генератор азота методом PSA

Генерация азота методом PSA использует воздух в качестве сырья и углеродный молекулярный сито (CMS) в качестве адсорбента. На основе принципа адсорбции при колебаниях давления CMS избирательно адсорбирует кислород и отделяет его от азота.

По сравнению с традиционными методами производства азота, генерация азота методом PSA предлагает несколько преимуществ, включая:

• Простой технологический процесс

• Высокий уровень автоматизации

• Быстрое производство азота, обычно в течение 15–30 минут

• Низкое энергопотребление

• Регулируемая чистота азота в соответствии с требованиями пользователя

• Простота эксплуатации и обслуживания

• Относительно низкие эксплуатационные расходы

• Сильная адаптивность к различным применениям

Благодаря этим преимуществам генераторы азота методом PSA очень конкурентоспособны для мощностей производства азота ниже примерно 1000 Нм³/ч.

Они становятся все более популярными среди мелких и средних пользователей азота и стали предпочтительным решением для производства азота для многих мелкомасштабных и среднемасштабных применений.

3. Мембранный генератор азота

Мембранная генерация азота использует воздух в качестве сырья. При определенном рабочем давлении различные компоненты газа, такие как кислород и азот, имеют разные скорости проникновения через мембрану. Эта разница в проницаемости позволяет отделять кислород и азот.

По сравнению с другими технологиями генерации азота, мембранные генераторы азота предлагают несколько преимуществ:

• Более простая конструкция

• Более компактный размер

• Отсутствие переключающих клапанов

• Более низкие требования к обслуживанию

• Очень быстрое производство газа, обычно в течение 3 минут

• Простое расширение мощности

Мембранные генераторы азота особенно подходят для мелких и средних пользователей азота, которым требуется чистота азота 98% или ниже, предлагая привлекательное соотношение цены и качества.

Когда требования к чистоте азота превышают 98%, цена мембранного генератора азота может быть более чем на 15% выше, чем у генератора азота методом PSA той же мощности.

Факторы, влияющие на стоимость генераторов азота

Общая стоимость системы генерации азота зависит от нескольких факторов:

1. Первоначальные инвестиции в систему

Первоначальная стоимость покупки полной системы генерации азота является важным фактором. На рынке доступно много брендов, и качество продукции, как правило, тесно связано с ценой.

2. Стабильность оборудования и ожидаемый срок службы

Долгосрочная эксплуатационная стабильность и ожидаемый срок службы оборудования для генерации азота напрямую влияют на общую стоимость владения.

3. Ежегодные эксплуатационные расходы и расходы на техническое обслуживание

При оценке общей стоимости системы генерации азота следует также учитывать расходы на регулярную эксплуатацию, техническое обслуживание и сервис.

4. Ежедневное потребление электроэнергии и воды

Ежедневные расходы на коммунальные услуги, включая потребление электроэнергии и воды, являются еще одним важным фактором, влияющим на общую эксплуатационную стоимость генератора азота.