Generador de nitrógeno modular

Un generador de nitrógeno PSA con tamiz molecular de carbono (CMS) está equipado con dos o más torres de adsorción llenas de tamices moleculares de carbono. Se alimenta aire comprimido limpio y seco al generador de nitrógeno PSA y este fluye a través de las torres de adsorción cargadas con CMS. El aire comprimido pasa por las torres de adsorción de abajo a arriba. Aprovechando la capacidad de adsorción diferencial de los tamices moleculares para nitrógeno, oxígeno y otros gases a diferentes presiones, componentes como el oxígeno, el agua y el dióxido de carbono se adsorben en la superficie del tamiz molecular de carbono, mientras que el nitrógeno no adsorbido se recoge en la salida como gas producto. Este fluye desde la parte superior de la torre de adsorción y entra en el tanque de compensación de nitrógeno. Después de un tiempo, el oxígeno adsorbido por el tamiz molecular de carbono en la torre de adsorción alcanza la saturación y requiere regeneración.

La regeneración se logra deteniendo el proceso de adsorción y reduciendo la presión de la torre de adsorción. Tras la igualación de presión, la torre de adsorción se despresuriza a la atmósfera, desorbiendo el oxígeno, el agua, el dióxido de carbono y otros componentes adsorbidos para finalizar el proceso de regeneración.

Dos o más torres de adsorción alternan entre adsorción y regeneración, produciendo nitrógeno con un caudal y pureza estables. La conmutación de los adsorbedores se realiza automáticamente mediante válvulas controladas por programa y reguladas por un sistema de control automático. El rendimiento de un generador de nitrógeno PSA depende del rendimiento de sus componentes, como los adsorbedores, los tamices moleculares de carbono, el flujo del proceso, la estructura del equipo y las válvulas electromagnéticas neumáticas.

La separación de aire por adsorción por oscilación de presión para la producción de nitrógeno (producción de nitrógeno PSA) es una tecnología avanzada de separación de gases. Utiliza tamices moleculares de carbono de alta calidad como adsorbentes y adopta el principio de adsorción por oscilación de presión (PSA) a temperatura ambiente para separar el aire y producir nitrógeno de alta pureza.

Las moléculas de oxígeno y nitrógeno tienen diferentes velocidades de difusión en la superficie de los tamices moleculares. Las moléculas de gas de menor diámetro (O₂) se difunden más rápido y penetran en más microporos del tamiz molecular de carbono, mientras que las moléculas de gas de mayor diámetro (N₂) se difunden más lentamente y penetran en menos microporos del tamiz molecular de carbono. Aprovechando esta diferencia de adsorción selectiva de los tamices moleculares de carbono para nitrógeno y oxígeno, el oxígeno se enriquece en la fase de adsorción y el nitrógeno en la fase gaseosa en poco tiempo, logrando la separación de oxígeno-nitrógeno y obteniendo nitrógeno como enriquecimiento en fase gaseosa en condiciones de PSA. La ley de adsorción de los tamices moleculares de carbono para oxígeno se puede resumir como: "adsorción a alta presión, desorción a baja presión".

Tras un cierto período, la adsorción de oxígeno por el tamiz molecular alcanza el equilibrio. Dado que la capacidad de adsorción de los tamices moleculares de carbono para los gases adsorbidos varía con la presión, esta se reduce para desorber el oxígeno del tamiz molecular de carbono, lo que constituye el proceso de regeneración. La regeneración se puede dividir en regeneración al vacío y regeneración atmosférica según las diferentes presiones. La regeneración al vacío facilita la regeneración completa de los tamices moleculares y facilita la obtención de gas de alta pureza, mientras que la regeneración atmosférica ofrece un sistema simplificado con alta durabilidad y fiabilidad.

Un generador de nitrógeno por adsorción por oscilación de presión (generador de nitrógeno PSA) es un equipo de generación de nitrógeno diseñado y fabricado con tecnología de adsorción por oscilación de presión. Generalmente consta de dos torres de adsorción paralelas, y el sistema de control automático controla estrictamente la secuencia de tiempo según un programa programable específico para realizar alternativamente la adsorción presurizada y la regeneración despresurizada, completando así la separación de oxígeno y nitrógeno y obteniendo el nitrógeno de alta pureza requerido.

Compresor de aire → Tanque de compensación de aire → Filtro de grado 9(C) → Secador refrigerado → Filtro de grado 7(T) → Filtro de grado 5(A) → Filtro de grado 3 (filtro de carbón activado) → Unidad principal del generador de nitrógeno PSA modular → Tanque de compensación de nitrógeno → Medidor de flujo → Punto de uso

El generador modular de nitrógeno se compone de módulos de aleación de aluminio, generalmente de tres o cuatro filas. Las tres filas corresponden a la Torre de Adsorción A, la Torre de Adsorción B y el tanque de proceso (integrado), respectivamente. Su producción de nitrógeno es la siguiente: Pureza 99,5 %: Caudal 7,5-77 Nm³/H; Pureza 99,9 %: Caudal 5,5-55 Nm³/H; Pureza 99,99 %: Caudal 3,9-39 Nm³/H; Pureza 99,999 %: Caudal 2,5-39 Nm³/H.
Para caudales más altos, se utilizan cuatro filas de módulos de aleación de aluminio, correspondientes a dos torres de adsorción A y dos torres de adsorción B, respectivamente, con un tanque de proceso independiente. Su salida de nitrógeno es la siguiente: Pureza del 99,5 %: Caudal de 77 a 154 Nm³/H; Pureza del 99,9 %: Caudal de 55 a 110 Nm³/H; Pureza del 99,99 %: Caudal de 39 a 80 Nm³/H; Pureza del 99,999 %: Caudal de 25 a 50 Nm³/H.

1. Estructura compacta, alta eficiencia y ahorro de energía.

El generador modular de nitrógeno adopta un diseño avanzado de flujo de proceso con una estructura simplificada, lo que reduce considerablemente el área del equipo. Su principal ventaja es la sustitución de las tradicionales torres de adsorción de acero al carbono por módulos ligeros y de aleación de aluminio de alta resistencia, lo que no solo reduce el peso del equipo, sino que también reduce significativamente su volumen. Este diseño compacto es especialmente adecuado para espacios reducidos, como plataformas móviles, pequeños talleres o líneas de producción integradas. En cuanto al consumo energético, la estructura modular, combinada con estrategias optimizadas de distribución y control del aire, reduce significativamente el consumo total de energía de la compresión, purificación y producción de nitrógeno, reduciendo así eficazmente los costes operativos a largo plazo.

2. Monitoreo en línea de alta precisión, fácil mantenimiento.

El equipo está equipado con analizadores importados de alta precisión que monitorean en línea y en tiempo real la pureza y el caudal del nitrógeno, garantizando así una calidad estable y confiable del gas de salida. Los analizadores cuentan con funciones de calibración automática y diagnóstico de fallas, lo que permite un funcionamiento sin necesidad de mantenimiento y reduce la frecuencia de intervención manual y los costos de mantenimiento. Los usuarios pueden visualizar todos los parámetros clave en tiempo real a través de la interfaz hombre-máquina y configurar umbrales de alarma de pureza según sea necesario, mejorando así la inteligencia del sistema.

3. Proceso avanzado de llenado de tamiz molecular, vida útil prolongada.

El generador modular de nitrógeno utiliza el método "blizzard" para el llenado del tamiz molecular. Este proceso llena el tamiz molecular de forma uniforme y lenta, evitando la colisión y pulverización de las partículas causadas por el impacto del flujo de aire a alta presión en los métodos de llenado tradicionales. El tamiz molecular se distribuye uniformemente en la torre de adsorción con una alta compactibilidad, lo que mejora la eficiencia de adsorción, prolonga significativamente su vida útil y reduce la frecuencia de reemplazo y los costos de material.

4. Movilidad flexible, operación intuitiva y conveniente.

Este tipo de equipo suele estar diseñado con una estructura móvil que permite una implementación flexible entre diferentes ubicaciones. El panel de control presenta una disposición clara con cuatro manómetros que indican la presión de entrada, la presión de las torres de adsorción A/B y la presión del nitrógeno final, respectivamente, lo que permite visualizar el estado de funcionamiento de un vistazo. Un transmisor de nitrógeno y un sensor de flujo están integrados en el gabinete, y los datos se pueden visualizar centralmente a través de la pantalla táctil y permiten la transmisión remota al sistema de control central para su monitorización remota. Un botón de parada de emergencia, luces indicadoras de estado de funcionamiento y avisos de alarma completos se encuentran en la parte inferior del equipo, lo que mejora aún más la seguridad operativa y la capacidad de respuesta ante emergencias.

5. Alta personalización, adaptable a diversas demandas.

El generador de nitrógeno modular permite un diseño y una configuración personalizados según las aplicaciones reales del cliente, los requisitos de volumen de gas, las condiciones del sitio y los requisitos funcionales. Las formas estructurales comunes incluyen modelos montados sobre patines, en caja e integrados en módulos. El sistema de control eléctrico también puede adoptar con flexibilidad diversos esquemas, como armarios de control eléctricos independientes o centralizados. Este alto grado de personalización garantiza que el equipo se integre perfectamente con los procesos de producción existentes del usuario y aproveche al máximo su eficiencia.

6.Amplia gama de campos de aplicación

Gracias a su rendimiento estable y fiable, y a su diseño estructural flexible, el generador de nitrógeno modular desempeña un papel fundamental en numerosas industrias. Industria electrónica: Protección inerte en la producción de semiconductores, soldadura de circuitos impresos y otros procesos; Industria alimentaria y de bebidas: Aplicación en el envasado, almacenamiento y conservación de alimentos, y llenado de bebidas; Sectores químico y farmacéutico: Se utiliza como gas de protección de reacción, gas para el transporte de materiales o gas para el envasado de productos farmacéuticos; Industria de procesamiento de metales: Protección contra la oxidación en tratamientos térmicos, soldadura fuerte, sinterización y otros procesos; Escenarios de operación móvil: Suministro temporal de nitrógeno, como inyección de nitrógeno en yacimientos petrolíferos, suministro de gas a buques y mantenimiento in situ.