Cómo elegir el generador de nitrógeno adecuado

Antes de determinar las especificaciones específicas del modelo, comoproducción de nitrógenovelocidad por hora, pureza del nitrógeno, presión de salida y punto de rocío: es esencial realizar una comparación y un análisis exhaustivos del rendimiento y las características del generador de nitrógeno, al mismo tiempo que se toman las decisiones adecuadas en función de las condiciones ambientales existentes.

Necesidades de nitrógeno en diversas industrias

a. Industrias metalúrgicas y procesadoras de metales. Estas industrias pueden requerir nitrógeno con una pureza superior al 99,5%, mientras que otras exigen nitrógeno de alta pureza con una pureza superior al 99,9995% y un punto de rocío inferior a -65°C, dependiendo de las necesidades específicas de producción de cada cliente.

b Industria química y de nuevos materiales
Generalmente, el requisito de pureza del nitrógeno no es alto y muchas aplicaciones pueden utilizar nitrógeno con una pureza superior al 98 %. Sin embargo, los requisitos reales dependen del proceso de producción específico del cliente.

c Industria alimentaria y farmacéutica
La mayoría de las industrias alimentarias tienen necesidades relativamente bajas de nitrógeno, siendo suficiente una pureza del 99,5% al ​​99,9%. Sin embargo, una pequeña parte de la industria alimentaria requiere una pureza del 99,99 % debido a necesidades específicas del proceso. La industria farmacéutica normalmente exige nitrógeno con una pureza del 99,99 % y requiere equipos fabricados en acero inoxidable.

La industria electrónica generalmente tiene altos requisitos de nitrógeno, y generalmente requiere una pureza del 99,99% o más.

Comparación de varios generadores de nitrógeno

a. Generador criogénico de nitrógeno para separación de aire
La separación criogénica del aire es un método tradicional de producción de nitrógeno con casi varias décadas de historia. Utiliza aire como materia prima, que primero se comprime y purifica y luego se licua mediante intercambio de calor para formar aire líquido. El aire líquido es principalmente una mezcla de oxígeno líquido y nitrógeno líquido. Aprovechando sus diferentes puntos de ebullición (a 1 atmósfera de presión, el oxígeno hierve a -183°C y el nitrógeno a -196°C), la destilación del aire líquido los separa para producir nitrógeno gaseoso. Este método implica equipos complejos, gran tamaño, altos costos de construcción, una inversión inicial sustancial, gastos operativos relativamente altos, producción de gas lenta (12 a 24 horas), altos requisitos de instalación y largos períodos de puesta en servicio. Teniendo en cuenta los factores de equipamiento, instalación e infraestructura, para unidades inferiores a 3500 Nm³/h, los sistemas PSA de la misma capacidad requieren entre un 20% y un 50% menos de inversión que las unidades criogénicas de separación de aire. Por lo tanto, la separación criogénica del aire es adecuada para la producción industrial de nitrógeno a gran escala, mientras que resulta antieconómica para aplicaciones de mediana y pequeña escala.

b Generador de nitrógeno por adsorción por cambio de presión PSA
Utilizando aire como materia prima y tamices moleculares de carbono como adsorbentes, este método emplea el principio de adsorción por cambio de presión para separar el nitrógeno del oxígeno basándose en las propiedades de adsorción selectiva de los tamices moleculares de carbono. Este proceso se conoce comúnmente como generación de nitrógeno PSA. Desarrollada rápidamente en la década de 1970, representa una nueva tecnología de producción de nitrógeno. En comparación con los métodos tradicionales, PSA ofrece ventajas como un flujo de proceso simple, un alto nivel de automatización, una producción rápida de gas (15 a 30 minutos), un bajo consumo de energía, una pureza del producto ajustable en un amplio rango según los requisitos del usuario, una operación y mantenimiento convenientes, bajos costos operativos y una gran adaptabilidad del equipo. Como resultado, es altamente competitivo en sistemas de generación de nitrógeno por debajo de 1000 Nm³/h y ha ganado una popularidad cada vez mayor entre los usuarios de nitrógeno a pequeña y mediana escala. La generación de nitrógeno PSA se ha convertido en la opción preferida para estos usuarios.

Generador de nitrógeno de membrana C
Utilizando aire como materia prima, este dispositivo separa oxígeno y nitrógeno aprovechando sus diferentes velocidades de permeación a través de una membrana en condiciones de presión específicas. En comparación con otros equipos de generación de nitrógeno, presenta una estructura más simple, un tamaño más pequeño, sin válvulas de conmutación, menores requisitos de mantenimiento, una producción de gas más rápida (≤3 minutos) y una fácil expansión de capacidad. Es particularmente adecuado para usuarios de mediana y pequeña escala que requieren una pureza del nitrógeno de ≤98 %, y ofrece una excelente rentabilidad. Sin embargo, cuando la pureza del nitrógeno supera el 98%, su precio es más de un 15% más alto que el de los generadores de nitrógeno PSA de las mismas especificaciones.

Factores que afectan el costo de los generadores de nitrógeno.

1. Costo único de compra de todo el sistema. Actualmente existen multitud de marcas en el mercado, siendo la calidad y el precio generalmente proporcionales.
2. Estabilidad operativa del equipo y vida útil estimada.
3. Costos anuales de operación, mantenimiento y servicio.
4. Gastos diarios de luz y agua.