Получение азота. Генератор азота, азотная установка адсорбционного типа. Генераторы азота

Для производства азота из атмосферного воздуха используют азотные установки, благодаря которым получают концентрацию азота в продуктовом газе до 99,999%, которая может регулироваться без конструктивных изменений азотной установки, посредством изменений производительности. В основе азотной установки – генератор азота.

Генератор азота работает по принципу селективного поглощения адсорбентом кислорода из поступающего воздуха методом безнагревной короткоцикловой адсорбции. В качестве адсорбента выступает углеродное молекулярное сито. При такой технологии, на стадии адсорбции, когда разделяется воздух, давление более высокое, чем на стадии регенерации адсорбента. При этом, на обеих стадиях температура процесса такая же, как и температура окружающей среды.

Генератор азота включает в себя два адсорбера, азотный ресивер, а также комплект управляющего оборудования. Через систему фильтров из накопительного ресивера сжатый воздух проходит в первый адсорбер. Кислород задерживается адсорбентом, в то время как чистый азот пропускается в направлении к азотному ресиверу. Спустя определенный промежуток времени, в первом адсорбере адсорбент становится предельно насыщенным и происходит перезапуск, при котором газовые потоки переключаются клапанами: воздух, поступающий проходит во второй адсорбер, в котором продолжается разделение воздуха и производство азота; в первом же адсорбере сбрасывается давление, начиная регенерацию, то есть очищает адсорбент от накопившегося кислорода.

Генератор азота имеет следующие характеристики:

Производительность – это объем продукционного газа, который генератор азота вырабатывает за единицу времени (кубометры в час).

Концентрация – объемная доля азота в продукционном газе, зависящая от производительности. С уменьшением производительности для азотных генераторов концентрация азота может достигать 99,999%.

Степень извлечения – это выраженное в процентах отношение производительности по продукционному газу к расходу воздуха. Поскольку в работе любого генератора степень извлечения находится в зависимости от концентрации газа продукционного, то все расчеты проводятся при конкретной, заданной концентрации, которую принято называть пороговой. Что касается азотного генератора, то при пороговой концентрации 99,9%, колебание степени извлечения будет от 30 до 38%.

Давление продукционного газа – это создаваемое продукционным газом давление в накопителе. Это давление обычно на 0,05-0,2 мПа ниже, чем давление питающего воздуха. Оптимальным давлением питающего воздуха для азотного генератора является 0,8-1,3 мПа.

Новая разработка российского производства с применением комплектующих ведущих мировых производителей — экономически эффективное средство для самостоятельной генерации азота независящий от сторонних поставщиков технических газов.

В генераторах азота предлагаемых компанией КРИОТЕХ в процессе разделения применяется технология короткоцикловой безнагревной адсорбции (PSA). В качестве адсорбирующих материалов, используются цеолит немецкой компании CarboTech или японской компании Kuraray Chemical.

Техническое обслуживание ограничивается только заменой фильтров. Генераторы не требуют сервисного обслуживания в течение 5 лет . Надежность азотного генератора обеспечивается современными качественными комплектующими

99 , 9995 %

достигаемая чистота продукта

Генератор азота поставляется как готовая система, готовая к подключению к источнику сжатого воздуха, включая воздушные фильтры и органы управления для автоматического управления.

• Гарантия 2 года

• Произведено в России

• Круглосуточная техническая поддержка

• Возможно контейнерное исполнение

• Срок службы 10 лет

• Не требуется присутствие оператора

Мы предлагаем эффективные генераторы азота широкого диапазона производительности.

Генераторы азота предназначены для производства газообразного азота и кислорода в месте потребления и требует подключения к системе подготовки сжатого воздуха. После подсоединения к компрессору или пневматической сети, генератор азота готов к выработке газообразного азота. Работа генераторов азота основан на принципе короткоцикловой безнагревной адсорбции кислорода на угольных молекулярных ситах (CMS). Процесс воздухоразделения является полностью автоматическим и не требует вмешательства и постоянного контроля.

до 490 м. куб.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ АЗОТНОГО ГЕНЕРАТОРА

Быстрая окупаемость азотного генератора делает его привлекательным для использования в технологическом процессе.

Азотный генератор значительно дешевле по сравнению с другими способами воздухоразделения и не требует больших финансовых инвестиций.

Наши генераторы отличаются небольшими габаритами и как следствие могут устанавливаться в небольших помещениях.

Каждый генератор азота перед поставкой заказчику проходит предварительные испытания и настройку для удовлетворения заданных характеристик.

Короткоцикловая адсорбция при производстве азота

В основе работы генератора азота лежит технология короткоцикловой адсорбции (PSA) с использованием углеродного молекулярного сита (CMS) для отделения азота от других газов и примесей, содержащихся в атмосферном воздухе. Адсорбционные установки являются более экономичными при производительностях до 4000 -5 000 м3 /ч по сравнению с . Развитие процесса адсорбционного разделения воздуха и появление на рынке качественных адсорбентов привело к росту доли азота, производимого адсорбционными генераторами азота в мировом производстве. Область применения установок короткоцикловой адсорбции, постоянно расширяется, диапазон производительностей велик.

Генератор азота может быть установлен в металлический контейнер при необходимости обеспечения мобильности.



Принцип работы генератора азота

Адсорбционное разделение воздуха относится к циклическим адсорбционным процессам, регенерация адсорбента в которых происходит за счет снижения общего давления. Данный процесс назвается короткоцикловой адсорбцией или PSA “Pressure Swing Adsorption”. Принцип адсорбционного (Pressure Swing Adsorption) PSA получения азота основан на физических явлениях адсорбции и диффузии.

Адсорбентом является высокопористое твердое вещество, способное поглощать молекулы разных газов. Каждый газ из промышленных газов в зависимости от физических свойств, имеет свою адсорбционную величину. Поэтому, для каждого из них применяется свой адсорбент. Для получения азота используются синтетические углеродные молекулярные сита.



Компрессор — cлужит для сжатия воздуха. Осушитель воздуха для удаления влаги из сжатого воздуха до точки росы +3 °С.

Фильтры для очистки воздуха от загрязнений

Ресивер сжатого воздуха

Адсорбционная колона для разделения воздуха на кислород и азот.

Ресивер для сжатого продукционного газа

Генераторы азота работают по принципу адсорбции под давлением (PSA). Адсорбционные колонны заполняются специальным адсорбентом — углеродными молекулярными ситами (CMS, Carbon Molecular Sieve). В генераторах азота поставляемых компанией КРИОТЕХ используется CMS японской компании Kuraray Chemical или эффективный адсорбент немецкой компании CarboTech. На первом этапе происходит сжатие воздуха с помощью компрессора. Сжатый воздух поступает в ресивер и проходит стадию очистки в системе фильтрации. Осушенный и очищенный от примесей сжатый воздух поступает в нижнюю часть колон и проходит через адсорбер. В нем кислород адсорбируются, что позволяет прохождению азота. По истечении заданного времени колонна автоматически переключается в режим регенерации, выделяя загрязняющие вещества из сита. Углеродное молекулярное сито позволяет малым молекулам, таким как кислород, проникать в поры и отделяться от молекул азота, которые слишком велики. После адсорбционного разделения продукционный газ поступает в ресивер для последующей выдачи в линию потребителю.

Абсорбционный азотный генератор может достигать чистоты 99.9999% , при использовании системы дополнительной очистки азота. Генераторы азота лучше всего подходят для небольших объемов производства азота.

Управление генератором азота

Вам не потребуется постоянное наличие обученного персонала для обслуживания, весь процесс производства азота осуществляется в автоматическом режиме. Управление генератором азота осуществляется с помощью оборудования компании Siemens. Сенсорный дисплей позволяет выполнять функции управления и мониторинга работы генератора. Возможна реализация удаленного подключения через интернет, используя смартфон, планшет или персональный компьютер. При необходимости возможно формирование различных отчетов работы генератора.

Управление одной кнопкой — вся система может управляться с панели генератора нажатием на одну кнопку. При запуске генератора, контроллер автоматически подаст сигналы включения на компрессор и осушитель, далее система выйдет на рабочий режим и подаст разрешающий сигнал на запуск оборудования заказчика.

Полностью автоматическая работа азотного генератора

За работу всего генератора отвечает контроллер Siemens серии S7-1200. Контроллер управляет не только генератором, но и сопутствующим оборудованием, таким как компрессор, осушитель сжатого воздуха, дожимающим компрессором (бустером) и др. вспомогательным оборудованием.

Панель оператора

Управление генератором осуществляется с сенсорной панели Siemens Touch 7”, на которой отображаются следующие параметры:

• Концентрация продукционного газа – текущая концентрация газа в %, с точностью до 0.0001% или 1 ppm;
• Давление продукционного газа – давление в промежуточном ресивере, служит для управления системой по «давлению»;
• Расход продукционного газа – отображает моментальный расход в м3/час.
• Давление сжатого воздуха – давление на входе в генератор, для управления генератором по входному давлению.
• Точка росы сжатого воздуха на входе в генератор- отображает текущую точку росы, и при превышении допустимого значения производит аварийное отключение генератора для предотвращения выхода адсорбента из строя.
• Точка росы продукционного газа – отображает текущее значение точки росы продукционного газа для сохранения параметров технологического процесса.

Система удаленного управления и контроля

С помощью системы удаленного управления и контроля оператор имеет возможность мониторинга и управления всеми основными компонентами системы производства газа как локально (внутри заводской сети), так и удаленно через сеть INTERNET:

• Запускать и останавливать оборудование – работает только, если в меню генератора активизировано удаленное управление.
• Мониторинг работы оборудования – отображение «мнемосхемы» системы генерации и сопутствующего оборудования заказчика.
• Сбор и сохранение истории – все параметры записываются в энергонезависимую базу данных каждую секунду и могут быть отображены графически или таблично.
• Календарь запуска — позволяет составить график работы оборудования, по которому будет производиться запуск и остановка системы.
• История предупреждений – накапливает статистику по аварийным сообщениям системы, с возможностью удаленного оповещения заказчика по сети Internet или СМС.
• Администрирование — позволяет создавать различные уровни доступа к системе для предотвращения несанкционированного доступа.

Управление «сухими» контактами

Азотный генератор имеет универсальный разъем с «сухими» контактами для управления и мониторинга оборудованием, не имеющего расширенную систему управления:

• Запуск и остановка;
• Сигнал выхода на рабочий режим;
• Аварийный сигнал;
• Предупреждающий сигнал;

Преимущества предлагаемых генераторов азота

Ускоренная система набора и поддержания концентрации продукционного газа

Система набора и поддержания концентрации продукционного газа позволяет значительно сэкономить электроэнергию, сокращает время наработки компрессора и генератора, уменьшает время простоя и снижает стоимость сервисного обслуживания. При запуске генератора автоматика анализирует состояние продукционного газа и запускает один из вариантов алгоритмов набора и поддержания заданной чистоты в зависимости от параметров. Некондиционный продукционный газ сбрасывается в атмосферу, если эта функция активирована, а при достижении всех заданных параметров подается «потребителю». С помощью данной системы сокращено время выхода на рабочий режим более чем на 50%, а также количество потребляемой энергии, требуемой для поддержания концентрации газа в системе, когда генератор находится в «ждущем режиме». Данная функция важна при использовании газа высокой чистоты.

Экономичность и эффективность

Экономичность и эффективность азотных генераторов достигается тем, что все генераторы проходят 72-х часовую заводскую обкатку на специальном стенде с использованием датчиков для наладки и тонкой настройки процесса адсорбции. Это позволяет максимально полно использовать объем адсорбента и снизить количество потребляемого сжатого воздуха. Заказчик получает генератор, все узлы которого проверены, система управления настроена под его конкретные параметры, а потребление сжатого воздуха снижена до оптимального объема.

Настройка концентрации

Азотный генератор может быть перенастроен на любую концентрацию, заявленную в паспорте, при условии, что имеется достаточная производительность компрессора.

Система заполнения адсорберов

Уникальная система заполнения адсорберов позволяет увеличить срок службы адсорбента, защитить его от истирания, и тем самым, снизить унос адсорбента продукционным газом, что ведет к увеличению интервала обслуживания пневматических клапанов до 3 лет. Защитный слой в адсорбере позволяет полностью предотвратить попадание капельной влаги или масла в адсорбент. В случае выхода из строя осушителя сжатого воздуха или магистральных фильтров можно спокойно продолжить работу до приезда сервисного инженера.

Распределение сжатого воздуха

Система распределения сжатого воздуха позволяет использовать весь слой адсорбента в адсорбере и увеличить КПД станции, что дополнительно скажется на экономии сжатого воздуха и электроэнергии.

Быстрый запуск

Азотный генератор поставляется в полной заводской готовности с комплектом запорной и соединительной арматуры для подключения и могут быть смонтированы и введены в работу за несколько часов.

Применение азотных генераторов

Азотный газ используется при производства электроники для поддержания чистой, сухой инертной среды. Для производства электроники требуется очень высокая температура, время, структуры и окружающая среда. Газ N2 помогает создать необходимые условия.

Азот играет важную роль в упаковке и хранении пищевых продуктов , а также в виноделии. Азот представляет собой чистый сухой инертный газ, используемый для устранения присутствия кислорода. При длительном контакте с пищевыми продуктами и вином кислород начинает процесс окисления, что приводит к ухудшению качества продукта. Азот вытесняет кислород, предотвращает окисление и сохраняет свежесть. Применение азота помогает максимально исключить химические консервирующие средств, но при этом значительно увеличить сроки годности продукции, с сохранением всех ее необходимых свойств. Азот также используется для хранения масложировой продукции, фруктов и овощей

Интересует генератор азота?

У вас есть вопросы, касательно генераторов азота? Мы с радостью ответим на ваши вопросы и предоставим вам любые консультации. Заполните форму ниже и мы свяжемся с Вами в течение одного рабочего дня.

Просьба указать Ваш телефон и как к Вам можно обращаться.

Мы гарантируем Вам 100% конфиденциальность. Ваша информация не будет распространяться. Передавая нам информацию, Вы соглашаетесь с

Генераторы азота — промышленное оборудование компактных размеров, предназначенное для образования из атмосферного воздуха концентрированного высокопроцентного азота с частотой до 99, 9999%. Функционирование устройства предусматривает селективное впитывание фильтрующим материалом кислорода из проникающего воздуха за счет короткоцикловой адсорбции без нагрева. Агрегат имеет 2 адсорбера, азотный ресивер и специальные приспособления для управления.

Через фильтр из ресивера для накопления сжатая воздушная масса поступает в 1-й адсорбер. Кислород остается в адсорбенте, а чистый азот транспортируется к ресиверу азотного типа. Работает генератор короткими циклами, длительностью по 60 секунд. Цикличность объясняется тем, что материал является фильтром и ежеминутно осуществляется смена колонн, которые задействуются для прохождения подготовленная воздушная масса. Периодичность циклов (может меняться) зависит от технических особенностей и нужной концентрации. При его функционировании не требуется использовать расходники, а только следует позаботиться об оптимальных эксплуатационных условиях, которые предусматривают температуру воздуха не ниже +5 °C и не выше +40 °C.

Особенности работы генератора

Адсорбционное деление воздуха является повторяющимся процессом. Восстановление высокодисперсного материала осуществляется благодаря уменьшению общего давления. Такое действие считается короткоцикловым поглощением. Метод образования азота базируется на явлениях физического характера:

• дсорбции;
• диффузии.

В виде поглотителя генератора задействуется вещество с твердой структурой и большим количеством пор. Оно предрасположено к впитыванию молекул газов. Отдельно взятый газ обладает определенными физическими свойствами и отличается способностью адсорбционной величиной. Для данных веществ предназначен конкретный материал с хорошими поглощающими способностям. Что касается азота, то для его получения идеально подходят молекулярные сита синтетически-углеродного типа.

Принцип работы генератора азота базируется на методе адсорбции под давлением.

• Колонны наполняются поглотителем в виде углеродных молекулярных сит. На начальном этапе наблюдается сжатие воздуха с использованием компрессора.
• Затем сжатая воздушная масса направляется в ресивер и очищается за счет фильтров.
• Чистый воздух, лишенный загрязнений и различных веществ поступает вниз колон и пропускается через адсорбер. Это необходимо чтобы происходил процесс адсорбирования кислорода с целью прохождения азота.
• В результате колонна генератора в автоматическом режиме входит в стадию восстановления, отбирая грязь из сита.
• Молекулярное сито углеродного типа дает возможность небольшим молекулам просачиваться в поры и отсоединяться от молекул азота, отличающиеся большими размерами.
• При завершении деления, газ продукционного типа движется в ресивер для дальнейшего использованию по назначению.

ОАО «Опытно-технологический завод» предлагает своим клиентам генераторы азота собственного производства. В наших аппаратах используются самые продуктивные и безопасные технологии.

Генератор азота - устройство, которое обеспечивает селективное поглощение кислорода из поступающего воздуха адсорбентом. Технология, которая применяется в данном типе устройств, называется методом короткоцикловой безнагревной адсорбции (КБА, PSA-англ.).

Перечень контролируемых параметров генератора (опционально):

• Контроль концентрации газа газоанализатором.
• Автоматическая блокировка по превышению остаточной концентрации кислорода в азоте.
• Автоматическое включение и выключение генератора в зависимости от давления газа в накопительном ресивере.
• Контроль давления сжатого воздуха на входе, давления управляющего воздуха, давление азота в адсорберах, а так же давление в азотном ресивере.
• Возможность регулировки давления управляющего воздуха и давления азота на выходе генератора.

Общие принципы работы генератора азота

Данный агрегат состоит из следующих компонентов:

• два адсорбера;
• азотный ресивер;
• электронный блок управления;
• комплект управляемых клапанов и трубопроводов;
• комплект манометров;
• газоанализатор (опция);
• блок блокировки по концентрации с трехходовым клапаном (опция);
• блок автоматизации по давлению (опция);
• датчик расхода азота (опция).

Работа генератора основывается на технологии короткоцикловой безнагревной адсорбции. При этом азот выделяется из воздуха с помощью адсорбента, синтетического молекулярного сита (CMS – англ.). Весь процесс проходит при комнатной температуре, в отличие от криогенного метода газоразделения. С ростом давления в адсорбере происходит продуцирование азота, с падением – регенерация адсорбента – очистка от накопленного кислорода. Цикл адсорбции-регенерации занимает промежуток времени от 40 до 60 секунд, поэтому такой метод и называется Короткоцикловая Безнагревная Адсорбция.

Использование двух адсорберов и азотного ресивера позволяет подавать потребителю стабильный поток продуктового газа. Пока первый адсорбер продуцирует азот и подает его в ресивер, второй – регенерирует. Азотный ресивер при этом сглаживает пульсации. Давление азота на выходе регулируется с помощью редуктора. Таким образом, на выходе генератора получаем равномерный поток продуктового газа стабильного давления.

Ключевая особенность такой технологии - быстрый выход на режим (15 минут), быстрая и легкая остановка генератора (2-3 минуты), автономный режим работы. Система может использоваться с любой заданной периодичностью, нет необходимости постоянной безостановочной работы, как в криогенных системах. При включенной блокировке по концентрации система сама определяет остаточное содержание кислорода в продуктовом газе. При превышениях остаточной концентрации кислорода система начинает стравливать некондиционный азот в атмосферу до тех пор, пока остаточное содержание кислорода в азоте не вернется в норму. При этом подача газа потребителю возобновится автоматически. Также возможна установка системы автоматизации по давлению. В этом случае на дополнительный накопительный азотный ресивер устанавливается электроконтактный манометр. Сигналы с манометра включают генератор азота при достижении минимального давления в системе, а также выключают аппарат при достижении давления в системе максимального значения.

Генераторы от компании ОАО «Опытно-технологический завод» отличает возможность установки дополнительного оборудования, которое поможет потребителю облегчить работу обслуживающего персонала, а также оптимизировать затраты, в том числе и на электроэнергию.

Адсорбционный генератор азота состоит из одной или нескольких пар адсорбционных колонн.

Процесс адсорбции в каждой из двух колонн состоит из двух стадий – адсорбции и регенерации. На стадии поглощения происходит улавливание молекул O2, H2O и CO2 с получением продуктового азота. На стадии регенерации поглощённые компоненты выделяются из адсорбента и отводятся в атмосферу. Далее процесс повторяется многократно.

Вышеописанные операции выполняются попеременно между двумя адсорбционными колоннами, и газообразный азот производится из воздуха непрерывно.

ООО «ЧЗМЭК» одно из совсем немногих российских предприятий, кто самостоятельно производит адсорбционные генераторы азота.

Адсорбционные генераторы азота CHZMEK-NG(A) позволяют получать газообразный азот со следующими характеристиками:

Чистота азота - до 99,9999% (1 ppm);

Давление на выходе из генератора (без применения дожимного компрессора) – до 13-14 Бар.

Производительность – до 5000 нм 3 /час.

Особенностью наших генераторов является уникальная интеллектуальная система автоматики, осуществляющая автоматическую подстройку параметров генератора под реальные условия эксплуатации (например, давление и температуру). Также реализован специальный функционал, обеспечивающий безопасную и надежную работу.

Каждый генератор азота серии CHZMEK-NG(A) проходит заводскую предпродажную подготовку и стендовые испытания, соответствуют требованиям ГОСТ, ТР, ТС. Вместе с каждым генератором представляются приемочные документы, копия сертификата соответствия требованиям ГОСТ, инструкция по установке, эксплуатации и обслуживанию на русском и (по требованию Покупателя) на иных языках.

Преимущества адсорбционных генераторов азота:

Легко обеспечивается стабильная чистота азота на уровне до 99,9999% - следовательно, возможно использование практически в любых (задачах) областях производственной и непроизводственной деятельности.

При надлежащей очистке сжатого воздуха, срок службы адсорбента составляет 10...15 лет и больше. Адсорбент нуждается в защите от компрессорного масла и жидкой влаги, поэтому следует уделять большое внимание системе воздухоподготовки.

Возможность получения высокого давления без применения дорогостоящих дожимных компрессоров. Рабочее давление подаваемого воздуха до 1,5 МПа. При необходимости более высокого давления применение дожимных компрессоров.

Могут работать в полностью автоматическом режиме, не требуют присутствия персонала.

Выход с нуля из состояния пустой системы или после длительного останова составляет 10-12 минут. В течение этого времени продукционный азот уже начинает поступать к потребителю. Система под давлением, при заполненном буферном ресивере выходит на рабочий режим практически мгновенно.

Генераторы азота позволяют Заказчику получать собственный азот требуемой чистоты и стабильного качества, с экономической выгодой против покупного азота при независимости от внешних поставщиков и логистики.

Сроки окупаемости собственных азотных генераторов (станций/установок) составляют, как правило, от 1 до 3 лет, что делает инвестиционные проекты привлекательными.

• Адсорбент. Применяем молекулярные сита только ведущих мировых производителей.

Адсорберы. Соответствие емкостей адсорберов Техническому регламенту таможенного союза ТР ТС 032/2013 о безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением. Благодаря собственному производству адсорберов, опытными специалистами проектно-конструкторского отдела для каждого адсорбера производятся расчеты на прочность согласно ГОСТ Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия», ГОСТ Р 52857.2-2007 «Сосуды и аппараты. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек», ГОСТ Р 52857.6-2007 «Сосуды и аппараты. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ. Расчет на прочность при малоцикловых нагрузках». На каждый сосуд вместе с комплектом поставки предоставляются все необходимые документы. Это позволяет заказчику быть уверенным, что адсорберы генератора азота выдержат длительную эксплуатацию на протяжении всего срока службы в самых различных и сложных условиях.

• Клапаны управления. Для управления движением потоков азота используются в генераторах CHZМЕК-NG(A) используются пневмоуправляемые угловые седельные клапаны с ресурсом минимум 1,2 – 2,0 млн. циклов.

• Фильтры-глушители. Сброс азотно-кислородной смеси в процессе регенерации, а также при выходе на рабочий режим осуществляется через фильтры-глушители. Также в генераторах реализована функция плавного сброса пермиата. За счет этого достигается низкий уровень звукового давления.

• Система управления. Установленная на генераторах азота CHZМЕК-NG(A) микропроцессорная система управления обеспечивает автоматическое управление циклами работы и индикацию режимов работы генератора. Реализована адаптивная подстройка генератора под производительность и давление компрессора и множество других функция. Система управления изготавливается на базе ПЛК Unitronics или Siemens, оснащенными ЖК Touch дисплеями, на которых в режиме реального времени в виде мнемосхем отображается технологический процесс.