cum funcționează un Generator de azot: PSA vs.Tehnologia de separare a membranei

utilizarea gazului de azot a devenit metoda standard de prevenire a coroziunii în sistemele de aspersoare pentru țevi uscate și preaction.

prin eliminarea prezenței oxigenului în conductele sistemului, coroziunea și formarea depozitelor sunt reduse la minimum. Acest lucru ajută la atenuarea riscului de scurgeri și previne formarea de materiale obstructive, asigurându-se astfel că sistemul va funcționa așa cum a fost proiectat în caz de incendiu.

în timp ce buteliile de azot au fost utilizate ca sursă de azot pe unele sisteme mici, necesitatea înlocuirii frecvente a buteliilor și riscul de călătorii false din cauza pierderii gazului de întreținere a presiunii limitează eficacitatea acestei abordări. Mai degrabă, instalarea generatoarelor de azot ca sursă permanentă de azot a devenit metoda preferată, atât pentru instalațiile noi, cât și pentru cele existente.

când vine vorba de tehnologia de generare a azotului, există două metode principale de producere a gazului de azot la fața locului: membranele de separare a azotului și adsorbția prin oscilație sub presiune (PSA).

în timp ce fiecare abordare are argumente pro și contra, mai multe beneficii cheie fac generatoarele pe bază de membrană ECS alegerea ideală pentru industria sprinklerelor de incendiu:

– nu aveți nevoie de uscătoare de aer la filtrarea aerului de alimentare specială
– greutate mai mică, amprentă instalată mai mică
– întreținere/reparație simplă
– furnizați standardul industrial 98% azot

pentru a înțelege mai bine diferențele cheie dintre cele două tipuri de generatoare, trebuie să înțelegeți mai întâi modul în care acestea produc azot. În timp ce ambele generatoare de tip produc azot gazos de înaltă puritate din aer comprimat, acestea fac acest lucru în două moduri distincte diferite, ceea ce are un efect mare asupra modului în care sunt proiectate și întreținute.

separarea membranei: inima unui generator de azot care utilizează tehnica de separare a membranei este, în mod surprinzător, membrana de separare. Membrana este formată din mii de fibre goale prin care trece aerul comprimat. Pereții fiecărei fibre sunt permeabili la moleculele de gaz, dar unele gaze pot trece mai ușor decât altele. Aceste gaze rapide, inclusiv oxigenul, CO2 și vaporii de apă, trec prin pereții fibrelor și sunt epuizați în atmosferă. Gazul lent, azotul, trece prin peretele fibrei mult mai lent, producând un flux de azot de înaltă puritate la ieșirea membranei. Nu există părți în mișcare la membrana, pur și simplu controlul presiunii și debitul de aer comprimat prin rezultatele membranei în producția de azot de înaltă puritate.
adsorbție prin oscilație sub presiune( PSA): generatoarele de azot PSA utilizează Materialul sitei moleculare de Carbon (CMS) pentru a îndepărta oxigenul din aerul comprimat sursă. Materialul CMS este format din carbon poros cu dimensiunea porilor fin controlată. Pe măsură ce aerul comprimat trece peste material, moleculele de oxigen sunt adsorbite în pori, în timp ce moleculele mai mari de azot pot trece prin gazele de eșapament. În cele din urmă, CMS va deveni saturat cu molecule de oxigen și separarea gazelor nu va mai avea loc.

din acest motiv, generatoarele PSA sunt întotdeauna proiectate cu două sau mai multe coloane de adsorbție. O coloană separă activ gazul, în timp ce cealaltă este regenerată prin trecerea azotului de înaltă puritate prin el pentru a îndepărta oxigenul și a-l epuiza ca gaz rezidual. Generatorul comută între cele două coloane aproximativ la fiecare 60 de secunde. Necesitatea comutării între cele două coloane de adsorbție are ca rezultat necesitatea mai multor supape automate de control, crescând foarte mult punctele potențiale de defecțiune din unitate. În plus, un rezervor tampon de azot este de obicei necesar pentru a asigura o presiune și un debit constant în timpul comutării între cele două coloane de adsorbție.

am nevoie de un uscător de aer sau de orice altă filtrare specială pe alimentarea cu aer?

Separarea Membranei: Fiecare generator include filtrare în linie pentru a îndepărta particulele, apa lichidă și pentru a transporta hidrocarburile din fluxul de aer înainte de a intra în membrana de separare. Produsele Air Products prism membrane ECS sunt concepute pentru a filtra vaporii de apă, eliminând necesitatea unui uscător frigorific sau desicant în sus-fluxul unității.
adsorbția prin oscilație sub presiune( PSA): unitățile PSA includ, de obicei, filtrarea în linie a particulelor și transportul hidrocarburilor în conducta de aer sursă pentru a proteja materialul CMS. Cu toate acestea, spre deosebire de membranele Air Products prism XV, Materialul CMS din unitățile PSA poate fi afectat negativ de vaporii de apă/apă din sursa de gaz. Vaporii de apă ar fi, de asemenea, adsorbiți de Materialul CMS, reducând eficiența procesului de separare și rezultând azot de puritate mai mic.

în plus, dacă există vreun transfer de apă sau dacă apare condens în rezervoarele de adsorbție, Materialul CMS poate fi deteriorat. Apa lichidă poate duce la canalizarea materialului CMS, rezultând un flux de aer necorespunzător prin pat și o producție redusă. În unele cazuri, CMS poate fi deteriorat iremediabil, necesitând înlocuirea completă. Din acest motiv, generatoarele PSA vor necesita întotdeauna un uscător de aer frigorific pe fluxul de gaz de intrare, rezultând un alt punct potențial de defecțiune și un consum electric crescut.

există diferențe în dimensiunea/greutatea/amprenta celor două metode de generare a azotului?

Separarea Membranei: Deoarece tehnica de separare a membranei necesită atât de puține părți în mișcare, ECS a reușit să-și proiecteze sistemele pentru a avea cea mai mică amprentă a generatoarelor de azot existente în prezent pe piață. În plus, ECS utilizează o metodă de umplere și purjare pentru a inertiza sistemele de aspersoare de incendiu, eliminând necesitatea unui rezervor de stocare/tampon de azot, reducând în continuare amprenta echipamentului și oferind economii semnificative și costuri de instalare a materialelor și forței de muncă.
adsorbție leagăn de presiune (PSA): Comenzile adăugate, supapele, paturile de adsorbție, uscătorul frigorific și rezervorul tampon de azot cerut de abordarea PSA au ca rezultat echipamente semnificativ mai grele și mai voluminoase. Acest lucru duce la costuri mai mari de instalare și cerințe mai mari de spațiu la punctul de instalare.

care este durata de viață așteptată a echipamentului și care este costul rezultat pentru reparații?

separarea membranei :ca orice alt produs vândut, există mai mulți producători de membrane de azot, unii produc un produs de înaltă calitate, iar unii produc o opțiune de valoare. Încă de la începuturile ECS a folosit produse de aer prism membrane de la XV care reprezintă cea mai înaltă calitate a tehnologiei disponibile. Air Products a inventat tehnologia de separare a membranei de azot în anii 1970 și a continuat să se îmbunătățească.

în prezent, membranele lor sunt proiectate pentru o speranță de viață de douăzeci (20) de ani la un ciclu de funcționare de 100% (în industria de protecție împotriva incendiilor folosim membrana la cel mult un ciclu de funcționare de 10%). Costul pentru înlocuirea unei membrane este de cel mult 25% din costul generatorului de azot. Mai mult, munca implicată în înlocuirea unei membrane de azot în câmp este minimă și poate fi efectuată într-o oră de către un instalator de aspersoare pentru a readuce unitatea în funcțiune și sistemul de protecție împotriva incendiilor în funcțiune.
adsorbție prin presiune (PSA): majoritatea producătorilor de PSA raportează că materialul CMS are o durată de viață tipică de peste 20 de ani dacă se efectuează o întreținere adecvată și filtrarea aerului. Cu toate acestea, ceea ce nu este clar este dacă înlocuirea CMS poate fi efectuată de personalul de la fața locului sau dacă necesită un reprezentant al producătorului pentru a efectua înlocuirea. Lucrarea ar implica demontarea celor două coloane de adsorbție, îndepărtarea vechiului material CMS și reambalarea coloanelor la specificațiile originale cu material CMS nou.

coloanele reambalate ar trebui apoi testate pentru a se asigura că are loc o separare adecvată a gazelor. Acesta este un exercițiu intensiv de muncă care trebuie efectuat în timp ce unitatea este în afara serviciului, ducând la pierderea gazului de supraveghere la sistemele de aspersoare uscate și preaction. În plus față de Materialul CMS, complexitatea adăugată a generatoarelor PSA adaugă puncte suplimentare de defectare a echipamentului, atât pe echipamentul de control, cât și pe supapele automate care comută fluxul între cele două coloane de adsorbție. Orice defecțiune a acestor componente ar duce la scoaterea din funcțiune a sistemului.

există o diferență în rata de producție sau puritatea gazului între cele două tipuri de generatoare de azot?

membranele de separare a azotului pot produce de obicei azot la purități de până la 99,5%, în timp ce generatoarele de azot PSA pot obține purități de până la 99,9995%. În mod realist, diferența de puritate potențială dintre cele două nu are nicio semnificație în industria sprinklerelor de incendiu, unde puritatea azotului de 98% a devenit standardul la nivel de industrie pentru controlul coroziunii.

ca și în cazul compresoarelor de aer, generatoarele de azot vin într-o mare varietate de modele cu rate diferite de producție a azotului. ECS are o gamă de opt (8) generatoare de azot pentru a satisface o gamă largă de aplicații, de la un singur sistem mic de conducte uscate la o instalație protejată de peste 25 de sisteme, toate alimentate de un singur generator de azot. ECS ia în considerare atât ratele de scurgere admisibile NFPA 13, cât și NFPA 25 atunci când dimensionează generatoarele sale pentru a se asigura că vor ține întotdeauna pasul cu cererea sistemului.