Produkcja azotu

Produkcja azotu

Powietrze i produkcja azotu to dwa zagadnienia powiązane ze sobą w bardzo dużym stopniu. Generator azotu separuje ze strumienia sprężonego powietrza gazy inne niż azot. Zasada działania wytwornicy azotu została już opisana w innej poradzie.

Produkcja azotu

Produkcja azotu we własnym przedsiębiorstwie posiada wiele zalet opisanych w poradzie pt. „Wytwornica azotu”.

Podstawowe to produkcja w miejscu jego zużycia, kontrola jakości, ciśnienia i ilości we własnym zakresie i w efekcie oszczędność pieniędzy.

Żeby jednak to nastąpiło, to warunki eksploatacyjne muszą być zgodne z wymaganiami producenta wytwornicy azotu.

Jakość powietrza w produkcji azotu

Jakość sprężonego powietrza jest kluczowym czynnikiem w stabilności i skuteczności procesu separacji azotu.

W zależności od producenta wytwornicy azotu oraz budowy generatora mowa jest o klasie czystości sprężonego powietrza 1:4:1, 2:2:2 lub 2:2:1 zgodnie z normą ISO 8573-1:2010. Z parametrami odpowiadającymi poszczególnym klasom zapoznasz się w oddzielnej poradzie pt. „Klasa czystości sprężonego powietrza”.

Nominalne warunki eksploatacyjne wytwornicy azotu

Modułowe generatory azotu Gardner Denver serii GDN zaprojektowane są do pracy w następujących warunkach eksploatacyjnych:

  • Ciśnienie robocze 6-12 barg
  • Dopuszczalny zakres temperatur otoczenia od 5ºC do 50ºC
  • Zalecany zakres temperatur otoczenia od 5ºC do 25ºC
  • Maksymalna wielkość cząstek stałych 1 mikron
  • Maksymalna zawartość oleju (włącznie z oparami) 0,01 ppm
  • Zalecany ciśnieniowy punkt rosy powietrza -40ºC

Zalecany ciśnieniowy punkt rosy powietrza -40ºC jest dla wysokiej czystości azotu. W przypadku niższych czystości dopuszczalny jest ciśnieniowy punkt rosy +3ºC.

Zagadnienie zastosowania osuszacza chłodniczego i osuszacza adsorpcyjnego wymaganego przy produkcji azotu opisałem w oddzielnej poradzie.

Warunki referencyjne dla produkcji azotu

Wytwornice azotu wykorzystywane do produkcji azotu charakteryzują się wydajnością określoną dla warunków referencyjnych:

  • Ciśnienie wlotowe sprężonego powietrza 7 bar g
  • Ciśnienie atmosferyczne 1013 milibar (a)
  • Temperatura wlotowego sprężonego powietrza 20-25ºC
  • Wilgotność względna 0%

Należy jednak zweryfikować te dane u producenta, bo można też zobaczyć np. ciśnienie sprężonego powietrza 7,5 barg albo temperaturę otoczenia zamiast temperatury wlotowego sprężonego powietrza.

Współczynniki korekcyjne

Jeżeli warunki odbiegają od referencyjnych, to należy zastosować odpowiednie współczynniki korekcyjne dla temperatury wlotowego sprężonego powietrza:

korekta temperatury

Z kolei, jeżeli ciśnienie sprężonego powietrza jest inne niż 7 bar g to przebieg współczynnika korekcyjnego jest taki jak na poniższym wykresie:

korekta ciśnienia

Współczynnik powietrza

Jest jeszcze jeden aspekt warty poruszenia. To jest ilość sprężonego powietrza potrzebna do wyprodukowania azotu. W zależności od czystości produkowanego azotu zmienia się ilość sprężonego powietrza niezbędna do jego produkcji. Ta ilość określona jest współczynnikiem powietrza wskazującym, jaka ilość sprężonego powietrza jest potrzebna do wyprodukowania jednostki objętości azotu.

Na przykład, dla czystości azotu 99,99% / 100 ppm, dla modelu generatora azotu GDN2009P o nominalnej wydajności na wylocie 2,0 Nm³/h, współczynnik powietrza wynosi 4,6.

Oznacza to, że generator azotu będzie potrzebować na wlocie 9,2 Nm³/h sprężonego powietrza o ciśnieniu 7 barg i temperaturze 20-25ºC do wyprodukowania 2,0 Nm³/h azotu.

Przebieg współczynnika powietrza w zależności od czystości azotu jest następujący:

współczynnik powietrza

Ciśnienie wyprodukowanego azotu

Ciśnienie azotu będzie niższe o 1-1,5 bar od ciśnienia wlotowego sprężonego powietrza.

Na koniec pozostaje do rozważenia kwestia dystrybucji tak wyprodukowanego azotu i wymaganego ciśnienia docelowego.

Jeżeli potrzebne będzie ciśnienie azotu do 11 bar lub 15 bar (wersja opcjonalna) to można to wyregulować ciśnieniem sprężonego powietrza. Gdy potrzebne jest wyższe ciśnienie azotu to ciąg technologiczny produkcji azotu należy uzupełnić o doprężacz azotu / booster, który spręży wyprodukowany azot do wymaganego ciśnienia.

Dobór sprężarki

Biorąc pod uwagę kilka czynników eksploatacyjnych, trudno jest od razu przewidzieć wielkość sprężarki, jaka powinna zasilać linię produkcji azotu.

Wielkość ta zmienia się w zależności od wymaganego ciśnienia, czystości produkowanego azotu, zapotrzebowania na azot. Również od sposobu dystrybucji azotu oraz zastosowanego osuszacza.

Znając swój proces, możesz zadzwonić do mnie lub napisać maila. Ja znam wytwornice azotu i sprężarki. Wspólnie coś poradzimy, żeby dobrać dla Ciebie najlepszy system do produkcji azotu.

3 thoughts on “Produkcja azotu

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *