Получение азота чистотой 99.9995% на PSA генераторах CAN-GAS

 До недавнего времени при необходимости получения газообразного азота с остаточным содержанием кислорода ≤5ppm приходилось использовать два метода:

1. Газифицировать жидкий азот, полученный криогенным способом, на установках, позволяющих достичь такой чистоты;
2. Доочищать произведенный криогенным либо PSA методом азот, дожигая остаточный кислород, содержащийся в азоте в среде водорода, при нагреве, в присутствии катализатора.

 Оба способа не всегда были возможны и выгодны для конечного потребителя азота. В первом случае, нахождение поблизости поставщика азота необходимой чистоты не всегда гарантировано. И даже при его наличии, существует необходимость закупать, возить и газифицировать азот для дальнейшего использования.

 Второй способ предполагал наличие у пользователя собственной установки, производящей азот недостаточной чистоты, которую в дальнейшем приходилось доводить до нужного уровня. Использование установок доочистки позволяло найти выход и получать конечный продукт с допустимым содержанием кислорода непосредственно на месте потребления, однако несло с собой для потребителя дополнительные расходы и неудобства.

• Во- первых, приходилось инвестировать средства в установку доочистки, чтобы иметь возможность эксплуатировать устаревшее оборудование (старую криогенную или PSA установку с низкой чистотой).
• Во- вторых, появлялась необходимость в водороде, что влекло за собой увеличение эксплуатационных расходов, ужесточение требований к безопасности объекта производства.
• В третьих, получаемый таким методом азот, не всегда удовлетворял технологическим требованиям, ввиду наличия остаточных примесей несгоревшего водорода.

 В целом данный путь получения высокоочищенного азота был весьма затратным. Использование установки доочистки подразумевало увеличение расходов, связанных с ее эксплуатацией: реакция гидрогенезиса требовала существенных затрат электроэнергии, постоянного расхода водорода, а в самой установке приходилось периодически менять дорогостоящий катализатор с весьма ограниченным (в районе трех лет) сроком службы.

 Ситуация с собственным, на месте потребления, производством высокочистого азота стала меняться одновременно с появлением новых высокоэффективных молекулярных сит, а также с применением производителями PSA генераторов азота дополнительных усовершенствований в конструкциях оборудования.

 CAN GAS System Co Ltd стала одной из первых компаний, освоившей серийный выпуск генераторов азота с чистотой 99.9995%. Система доочистки позволяет получить сверхчистый азот чистой 99,9999%.

Принцип работы адсорбционного азотного генератора

Внутри генератора находится молекулярное сито на основе углерода. В генераторах азота CAN GAS используется японское молекулярное сито фирмы Kuraray.   

 Упрощённо процесс выглядит следующим образом:  воздушный компрессор нагнетает воздух, который проходит осушку и фильтрацию от возможных примесей и пыли, и поступает в воздушный ресивер, оттуда в генератор азота. Адсорбционная технология получения азота основана на способности молекулярного сита при повышенном давлении (от 0.75-0.9 мPa) поглощать молекулы кислорода и десорбировать его при нормальном давлении. Процесс адсорбции проходит поочерёдно в двух колоннах генератора - в момент, когда в одной колонне происходит адсорбирование при увеличении давления, в другой колонне, при нормальном давлении происходит десорбирование поглощенного ранее кислорода с его отводом в атмосферу. Полученный азот поступает в азотный ресивер и далее подключается к производственной линии или закачивается в баллоны.

 Наличие двух по очереди работающих колонн, позволяет сделать процесс производства непрерывным.

 Комплектность оборудования зависит от конкретного производства. Стандартно помимо генератора азота установка включает в себя: воздушный компрессор, набор фильтров для очистки воздуха, осушитель воздуха, ресивер азота. Производительность не ограничена и зависит от потребностей заказчика. Один адсорбционный генератор азота может производить от 5 до 500 нм3/ч, если возникает потребность в более высокой производительности, то используется группа генераторов.

 Давление на выходе зависит от давления на входе в генератор азота и ограничено 8-9 барами. Применение  дожимного азотного компрессора позволяет повысить рабочее давление азота. 

 Линейка генераторов азота CAN GAS с остаточным кислородом не более 5 ppm делает доступным производство азота непосредственно на месте его потребления, используя проверенную временем PSA технологию воздухоразделения. При этом отпадает необходимость в дополнительных затратах на водород, электроэнергию для процесса дожига, все, что необходимо для получения азота необходимой чистоты это сжатый воздух и генератор азота CAN GAS.

 Стоимость генераторов азота повышенной чистоты вполне сопоставима с затратами на приобретение систем доочистки, а удельный расход электроэнергии для производства одного Нм3 азота составляет не более 0,8 КВтч.

Более подробную информацию об оборудовании Вы найдете на нашем сайте.

Григорий Семенченко

Генеральный директор ЗАО «Инженерные решения»