Какой генератор жидкого азота выбрать: с адсорбционным (PSA) или мембранным блоком разделения газа

Генераторы жидкого азота могут иметь конструкцию на базе генератора газообразного азота адсорбционного (PSA) или мембранного типа. Это две разные технологии, каждая из которых имеет свои особенности и преимущества, которые рассмотрим ниже.

Генераторы жидкого азота с блоком адсорбционного типа (PSA): принцип действия

Производство азота методом адсорбции при переменном давлении (PSA) – это более современная технология. В основе процесса адсорбционного разделения газа лежит явление связывания адсорбентом отдельных компонентов газовой смеси. В качестве адсорбента используется углеродное молекулярное сито. Т.к. размер молекул азота больше размера молекул кислорода, то скорость диффузии кислорода в порах адсорбента значительно выше, чем у азота. Кислород удерживается в адсорбенте. На выходе получается чистый азот, который затем направляется в ожижитель для получения жидкого азота. Как правило, газоразделительная система установки состоит из двух колонн с адсорбентом: одна работает в режиме адсорбции, а другая в это время находится в режиме регенерации. Этот цикл повторяется попеременно в обеих колоннах.

Генераторы жидкого азота с блоком мембранного типа: принцип действия

Суть мембранного метода генерации азота состоит в прохождении сжатого воздуха через специальную мембрану, которая представляет собой полое волокно. Такая мембрана состоит из пористого полимерного волокна с нанесённым на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем. Принципом работы мембранных генераторов азота является разница в скорости проникновения компонентов газа через мембрану. Такие газы как кислород, углекислый газ и водяные пары проходят сквозь волокна мембраны быстрее, чем азот. Эти газы выводятся, а очищенный азот направляется в ожижительный блок. Таким образом, на выходе получается жидкий азот.

Генераторы азота мембранного типа имеют ограничение по чистоте получаемого азота. Этот факт может сразу сделать применение этого типа генераторов невозможным для ряда приложений, где требуется очень высокая чистота азота.

Преимущества генераторов азота с блоком адсорбционного (PSA) типа:

Чистота газообразного азота на выходе из блока PSA составляет до 99,999%, что обеспечивает возможность его применения практически в любых отраслях. В мембранных же блоках в большинстве случаев достигаемая чистота азота - до 99,5%. Для получения более высокой чистоты потребление сжатого воздуха (а значит, и затраты на электроэнергию) будет превышать аналогичные показатели для адсорбционных установок. Поэтому мембранный генератор азота может быть экономически целесообразен только при требуемом уровне чистоты азота на уровне ниже 99,0 - 99,5%.
Генераторы азота типа PSA слабочувствительны к температуре сжатого воздуха как с точки зрения эффективности работы, так и с точки зрения влияния на само оборудование. Подогрев сжатого воздуха не требуется. Большинство же мембран очень чувствительны к температуре сжатого воздуха: требуется его подогрев до +40...+55°C для эффективной работы.
Неполадки в работе маловероятны и не приводят к скачкам чистоты газа. У мембранных же блоков колебания давления/расхода могут привести к падению чистоты.
Cрок службы адсорбента составляет не менее 10-15 лет. Адсорбент имеет более низкую стоимость, чем мембраны. Даже при надлежащей очистке сжатого воздуха, мембраны все равно быстрее изнашиваются: срок службы составляет около 5 лет.
Более высокая энергоэффективность, чем у генераторов мембранного типа. У мембранных генераторов процесс разделения воздуха идет при более высоком давлении, чем в адсорбционных установках, т.е. на сжатие воздуха требуется больше электроэнергии. Плюс к этому, для нормальной работы воздух должен подаваться на мембрану подогретым, т.е. электроэнергия также тратится на работу нагревателей.

Преимущества генераторов азота с блоком мембранного типа:

Нечувствительность к влажности воздуха. Наличие в сжатом воздухе парообразной влаги не регламентируется и не оказывает значительного влияния на мембраны. В то время как для генераторов азота адсорбционного типа наличие в сжатом воздухе парообразной влаги приводит к снижению эффективности адсорбента. Поэтому в таких установках обязательно требуется осушитель сжатого воздуха.
Быстрый запуск и простота регулировки чистоты азота и производительности с помощью регулятора расхода.
Простота конструкции с минимальным количеством движущихся частей.
Мембранные модули хорошо подходят для монтажа в контейнерах и эксплуатации в составе мобильных азотных станций.

Вы можете посмотреть варианты генераторов жидкого азота в нашем каталоге оборудования по ссылке:

Генераторы жидкого азота

Свяжитесь с нами, и мы подберем подходящий генератор жидкого азота для Ваших целей.