Generatory azotu i tlenu — dobór gazu, czystości i wydajności

Generator gazu oddziela wybrane składniki powietrza, aby dostarczyć azot lub tlen do procesu technologicznego. Dobór zacznij od rodzaju gazu, wymaganej czystości, przepływu i ciśnienia w punkcie odbioru. Tych parametrów nie można rozpatrywać osobno: ten sam generator może dostarczać mniej gazu przy wyższej czystości. W ofercie Pneumatig znajdziesz generatory tlenu Atlas Copco OGP. Dobór instalacji azotowej wymaga określenia parametrów procesu i potwierdzenia konkretnego rozwiązania w zapytaniu.

Azot i tlen pełnią różne funkcje

Azot wykorzystuje się m.in. do tworzenia atmosfery ochronnej ograniczającej kontakt produktu z tlenem. W takich zastosowaniach istotna jest dopuszczalna pozostałość tlenu, a także wilgotność i zanieczyszczenia gazu. Sama nazwa procesu, np. lutowanie albo pakowanie, nie wyznacza jednej uniwersalnej czystości. Wymagania powinny wynikać ze specyfikacji technologii, materiału i urządzenia odbiorczego.

Tlen nie jest gazem obojętnym: podtrzymuje spalanie. Generator tlenu i generator azotu nie są więc zamiennymi źródłami gazu. Instalacja tlenowa wymaga komponentów dopuszczonych do pracy z tlenem i odpowiedniej czystości układu. Uwalnianie azotu może z kolei obniżać zawartość tlenu w pomieszczeniu. Wentylację i sposób odprowadzania gazów trzeba uwzględnić w projekcie instalacji.

PSA czy membrana — co jest oddzielane od powietrza?

Technologia PSA wykorzystuje adsorpcję przy zmieniającym się ciśnieniu. Podczas rozdziału składniki powietrza są zatrzymywane na odpowiednio dobranym złożu, a obniżenie ciśnienia umożliwia jego regenerację. Generator azotu PSA wykorzystuje inne właściwości złoża i inny kierunek separacji niż generator tlenu. Nie należy przenosić specyfikacji jednej grupy na drugą tylko dlatego, że obie mają oznaczenie PSA.

W membranowym generatorze azotu sprężone powietrze przepływa przez moduł z włóknami kapilarnymi. Tlen i para wodna przenikają przez ścianki włókien szybciej niż azot, dzięki czemu na wyjściu uzyskuje się strumień wzbogacony w azot. Wybór między membraną a PSA powinien wynikać z wymaganej czystości, przepływu, warunków zasilania i kosztu eksploatacji. Oferowane generatory tlenu OGP pracują w technologii PSA; nie są azotowymi generatorami membranowymi.

Jak czystość wpływa na wydajność OGP 2 i OGP 4?

Porównuj wartości dla tej samej czystości oraz tych samych warunków odniesienia. Poniższe dane pochodzą z kart dwóch konkretnych produktów Atlas Copco dostępnych w katalogu Pneumatig. Wartości w tabeli są wyrażone w l/min. FOD oznacza Free Oxygen Delivery, czyli parametr wydajności podany dla dostarczanego tlenu; nie jest zużyciem sprężonego powietrza przez generator.

Warunki odniesienia obu kart: ciśnienie powietrza zasilającego 7,5 bar(g), ciśnienie tlenu na wyjściu 5 bar(g), temperatura otoczenia 20°C i ciśnieniowy punkt rosy powietrza zasilającego +3°C. Zapis bar(g) oznacza ciśnienie względem atmosfery. Nie należy traktować tych wydajności jako gwarantowanych przy dowolnej temperaturze lub ciśnieniu zasilania.

Tabela służy do wstępnego porównania danych ofertowych. Broszura producenta podaje przepływy w Nm³/h i zawiera wartości różniące się od kart tych modeli. Przed ostatecznym doborem potwierdź dokumentację konkretnego wykonania i warunki odniesienia przepływu; sam przelicznik jednostek nie rozstrzyga tej rozbieżności.

Przykładowo odbiór 30 l/min tlenu o czystości 95% przekracza katalogowe 24 l/min modelu OGP 2 przy powyższych warunkach. OGP 4 ma dla tej czystości podane 54 l/min. Jest zatem kandydatem do dalszego doboru, ale trzeba jeszcze sprawdzić ciśnienie wymagane za instalacją, chwilowe szczyty poboru, zapas wydajności i dostępne zasilanie. Zwiększenie deklarowanej czystości nie zwiększa przepływu: w OGP 2 przejście z 90% na 95% zmniejsza FOD z 36 do 24 l/min.

Sprężarka i uzdatnianie są częścią doboru

Karty OGP 2 i OGP 4 wymagają jakości powietrza zasilającego klasy 1.4.1 według ISO 8573-1:2010 oraz wskazują osuszacz chłodniczy i filtrację. Samo osiągnięcie ciśnienia na manometrze nie potwierdza tej jakości. Trzeba sprawdzić cały tor przygotowania powietrza, spadki ciśnienia na filtrach i przewodach oraz wydajność sprężarki w rzeczywistym punkcie pracy. Ilości powietrza zasilającego nie wolno wyznaczać przez utożsamienie jej z FOD tlenu.

Dla obu wymienionych modeli karty podają temperaturę otoczenia od +5 do +45°C i maksymalne ciśnienie zasilania 10 bar(g). Maksimum dopuszczalne nie jest warunkiem odniesienia tabeli. Czystość procentowa gazu ani klasa czystości sprężonego powietrza nie stanowią samodzielnego potwierdzenia dopuszczenia kompletnej instalacji do każdego zastosowania.

Generator na miejscu czy dostawy gazu?

Własna produkcja ogranicza zależność od regularnych dostaw, ale jej opłacalność zależy od liczby godzin pracy, zużycia energii, obciążenia sprężarki, serwisu i wymaganej rezerwy. W porównaniu uwzględnij koszt całej instalacji, a po stronie dostaw także transport, obsługę i magazynowanie. Przy małym lub sporadycznym poborze wynik może być inny niż przy stałym obciążeniu. Generator również wymaga przeglądów i sprawnego zasilania; dla procesu, który nie może się zatrzymać, należy osobno zaprojektować źródło rezerwowe.

Co podać w zapytaniu o dobór?

Prześlij rodzaj gazu, wymaganą czystość i jej sposób określenia, przepływ średni i maksymalny, godziny pracy oraz minimalne ciśnienie u odbiornika. Dołącz dane dostępnego sprężonego powietrza: ciśnienie podczas poboru, wydajność, uzdatnianie i temperaturę otoczenia. Opisz też skutki przerwy w dostawie gazu. Przekaż parametry doradcy Pneumatig, aby potwierdzić model i zakres wyposażenia potrzebny do Twojego procesu.