Воздушные компрессоры | Воздухоподготовка | Генераторы газов | Процессная фильтрация | Запчасти | ЧаВО |
в Москве
по любым вопросам: +7 (499) 608 1014 info@immertechnik.ru процессная фильтрация: process@immertechnik.ru · · · · · · <
Выставка ЭлектронТехЭкспо 2022
Приглашаем посетить наш стенд: A1033, используя уникальный промокод нашей компании: ete22eNREC, по этому промокоду можно зарегистрироваться совершенно бесплатно. ЭлектронТехЭкспо 2022 Новинки рынка Адсорбентов Новейшие Углеродистые молекул¤рные сита (CMS)
для любых генераторов азота. Углеродистое молекулярное сито CMS-260 >> другие новости >>
Знаете ли Вы, что...
|
Мембранные модули SmartFLUXX и азотные установки на их основе
Что такое азот. Его использование
Как известно, азот N2 является бесцветным, безвкусным, не имеющим запаха газом. В атмосфере азот является основной составляющей (на его долю приходится примерно 78% состава атмосферы, еще 20,9% занимает кислород, 0,9% - аргон, остальная часть атмосферы состоит из углекислого газа, водорода, неона, гелия, криптона, ксенона и других газов).
Газообразный азот широко используется в промышленности, благодаря своей химической инертности. Путем замещения кислорода азотом можно достичь следующих задач:
Среди сфер промышленности, наиболее широко использующих газообразный азот, можно выделить, прежде всего:
Закупка азота и недостатки ее
Традиционно, использующие азот предприятия закупают его у крупных сторонних производителей. При этом, существует три основных формы поставки азота:
Все эти способы поставки имеют целый ряд недостатков, имеющих разное значение для разных предприятий и при различных условиях, но, тем не менее, всегда присутствующих в той или иной мере. Основными из недостатков сторонней закупки азота являются: 1. Высокая затратность. В цену покупного азота заложены расходы на его доставку, аренду емкостей, административные и многие другие расходы. 2. Зависимость от поставщика. В реальных условиях, поставщик азота зачастую является локальным монополистом. Поэтому, покупающее азот предприятие не застраховано от попыток (и обычно в той или иной мере успешных) поставщика диктовать свои условия и цены. Кроме того, не исключены задержки поставки, приводящие к дорогостоящим простоям производства. 3. Высокая степень опасности. Покупая азот, предприятие вынуждено иметь дело с опасным, сжатым до высокого давления газом. Большие объемы газа вынуждают прибегать к специальным методам обеспечения безопасности. 4. Неудобство в обращении. Присутствует постоянная необходимость в перемещении и установке баллонов или иных емкостей. Необходимое качество азота при его закупке обеспечивается далеко не всегда. Существует и ряд других негативных моментов, связанных с покупкой азота, с которыми все предприятия, использующие покупной азот, хорошо знакомы. Самостоятельное пр-во N2: что выбрать - адсорбцию, низкотемпературную ректификацию...?
В качестве альтернативы покупному азоту, существуют установки для самостоятельного производства азота. Основными типами азотных установок являются адсорбционные, криогенные и мембранные: Криогенные установки воздухоразложения позволяют получать азот высокой чистоты и в очень больших количествах, но: они дороги, габаритны, сложны и, по большому счету, избыточны для подавляющего большинства промышленных предприятий (а те предприятия, для которых криогенные азотные установки не избыточны, на практике, и так никогда не покупали азот изначально, а всегда, с самого начала, уже имели собственную криогенную линию воздухоразложения). Адсорбционные генераторы азота работают по принципу короткоцикловой безнагревной адсорбции и состоят из 2 или иного четного (обычно, редко нечетного) количества адсорберов, заполненных адсорбентом - углеродными молекулярными ситами, или CMS - избирательно задерживающим в своих порах молекулы кислорода, но пропускающим молекулы азота. Периодически, давление в адсорбере резко сбрасывается, а затем через адсорбер пропускается и выводится в атмосферу небольшая часть вырабатываемого в другом, или других, адсорберах азота. Адсорберы периодически меняются ролями. Адсорбционные установки могут производить азот с самой разной чистотой - от «грязного» азота с чистотой 95% до высокоочищенного с чистотой 99,999%. Производительность адсорбционных установок бывает самой разной - от маленьких агрегатов для снабжения лабораторного оборудования до больших генераторов, покрывающих потребности крупных промышленных предприятий. Наша компания предлагает адсорбционные азотные установки серий MAXIGAS и MIDIGAS, производимые нашим британским партнером - компанией domnick hunter. MAXIGAS и MIDIGAS доступны с финансовой точки зрения, надежны, экономичны, компактны, просты в эксплуатации и обслуживании. Многие российские предприятия мясоперерабатывающей, молочной и прочей пищевой промышленности, электронной, пивобезалкогольной, фармацевтической и других отраслей промышленности уже давно и успешно используют генераторы азота MAXIGAS и MIDIGAS.
...или мембранную диффузию?
Однако, несмотря на все преимущества MAXIGAS, иногда, когда требуется азот низкой чистоты, более экономически выгодным, чем использование адсорбционных азотных установок, может оказаться использование мембранных азотных генераторов. Мембранный генератор азота построен вокруг одного или (чаще) нескольких мембранных модулей, соединенных соответствующим образом вместе, и оборудованных распределительными и регулирующими клапанами и прочими устройствами. В свою очередь, мембранный модуль представляет из себя емкость, обычно цилиндрической формы, в которой параллельно размещены полые внутри волокна из специальных материалов со стенками, представляющими собой ассиметричные мембраны. Скорость проникновения через поры стенок-мембран молекул газов, в том числе и кислорода с азотом, различна: из обычно содержащихся в воздухе веществ, быстрее всего через стенку волокон проникают вода H2O, водород H2 и гелий He. Молекулы углекислого газа CO2 и кислорода O2 имеют среднюю скорость диффузии. Наконец, труднее, медленнее всего через мембрану диффудируют молекулы аргона Ar, угарного газа CO и требующегося нам азота N2. На схеме ниже показан принцип устройства и работы мембранного модуля:
Если выбирать мембранную диффузию - то Parker SmartFLUXX
Наш партнер - международная компания Parker Hannifin - уже в течение многих лет изготавливает на своем заводе в Нидерландах мембранные модули для выделения из сжатого воздуха азота. Новейшим и наиболее эффективным типом мембранных модулей Parker являются модули SmartFLUXX. SmartFLUXX могут использоваться и как база для построения мембранного генератора азота, и отдельно, будучи интегрированными в технологическую цепочку (условно говоря, будучи «врезанными в трубопровод со сжатым воздухом»).
Следует сказать, что энергоэффективность, надежность, срок службы и другие параметры мембранных модулей сильно зависят от качества материалов и изготовления. Поэтому, обычно, говорить можно только о преимуществах или, наоборот, недостатках конкретных систем конкретных производителей. Однако, все же, из общих преимуществ мембранной технологии выделения азота можно отметить: Низкий уровень шума при работе. Низкий уровень создаваемого звукового давления является общим преимуществом мембранной технологии выделения азота. Отсутствие потребности в техническом обслуживании. Мембранные модули не содержат компонентов, нуждающихся в обслуживании. Можно отметить, что и мембранные установки в целом также несколько проще по конструкции, чем адсорбционные. Кроме наших модулей SmartFLUXX и построенных на их основе генераторов азота, как на мировом, так и на российском рынке имеется ряд мембран других производителей. Компания Parker Hannifin является одним из мировых лидеров в области производства мембран, а качество производства, обеспечиваемое голландским заводом компании, откуда в Россию поступают мембраны SmartFLUXX, находится на самом высоком уровне. Из преимуществ наших модулей SmartFLUXX перед продукцией других производителей мембран можно отметить: Меньшее количество мембранных модулей для системы производства азота. Объем азота, вырабатываемый на каждую нить волокна половолоконной мембраны Parker, больше, чем объем, вырабатываемый в любой другой системе, существующей в мире. Длительный срок службы. Волокно, используемое в мембранных модулях SmartFLUXX, обладает высокой стойкостью к загрязнению посторонними частицами. Прогнозируемый срок службы мембранного модуля составляет не менее 10 лет. Энергоэффективность. Во-первых, модули SmartFLUXX, в отличие от мембран некоторых других производителей, отлично приспособлены для работы при низком давлении, которое часто только и имеется на предприятии, и имеют при нем достаточно высокий КПД. Предприятию обычно нет необходимости приобретать воздушный компрессор с повышенным давлением специально для того, чтобы подавать производимый им сжатый воздух на мембранные модули. Во-вторых, для «раскрытия» структуры мембраны SmartFLUXX не требуется нагрева (который требуется для эффективной работы мембран большинства других производителей), что сокращает энергопотребление. Большой диаметр волокна мембраны. Большая площать проходного сечения волокон означает низкий показатель перепада (падения) давления в модуле. Ввод в эксплуатацию в течение короткого времени. Необходимая чистота азота обеспечивается почти мгновенно, времени на прогрев не требуется. Различные варианты монтажа. Модуль может монтироваться как вертикально, так и горизонтально. Возможность размещения на малой площади. Для производства необходимого объема азота требуется меньшее количество модулей. Варианты использования SmartFLUXX - готовый генератор азота...
Конечно, промышленным предприятиям, которые сами будут являться пользователем оборудования, обычно удобнее получить готовую к эксплуатации систему. Наша компания производит на основе модулей SmartFLUXX готовые к установке и эксплуатации мембранные генераторы азота. Модули SmartFLUXX размещаются на опорной раме вместе со вспомогательными компонентами (клапанами, регуляторами и пр.) и соответствующим образом соединяются между собой. Разумеется, установка оснащается и соответствующими устройствами для управления работой установки и наблюдения за параметрами ее работы. В минимальной комплектации, готовая к использованию азотная установка на основе мембранных модулей SmartFLUXX включает в себя:
1) Сварную окрашенную стальную опорную раму с резиновыми демпфирующими опорами и/или креплениями под болты для прианкеривания к установочной поверхности. На опорной раме размещаются все остальные компоненты установки. 2) Один или более одного мембранных модулей SmartFLUXX (на схеме оба обозначены как M1 - но это 2 отдельных модуля). Количество модулей определяется нами исходя из предоставленных покупателем данных о требуемых чистоте, давлении и объемном расходе азота. 3) Фильтры очистки от жидкой влаги, компрессорного масла и твердых частиц (F1, F2, F3). Слив конденсата показан как N5; он бывает нужен только на первых двух фильтров, на которых устанавливаются автоматические конденсатоотводчики; третий фильтр (F3) устанавливается после угольного адсорбера для очистки сжатого воздуха от угольной пыли, и наличия конденсата на нем не предполагается - поэтому, ему не нужен и автоматический конденсатоотводчик (ручной дренажный кран на нем все равно имеется). 4) Угольный адсорбер (C) для тонкой очистки от масла. Несмотря на то, что мембраны SmartFLUXX отличаются высокой устойчивостью к загрязнениям, устойчивость эту следует понимать как высокую по отношению к устойчивости мембран других производителей - однако, попадание на мембрану компрессорного масла, а также и прочих углеводородов, снижает ее эффективность и приводит к более быстрому старению. Поэтому, мы придаем большое значение качественной очистке сжатого воздуха от примесей - и от компрессорного масла в первую очередь. 5) Клапанную систему, состоящую из: впускного нормально закрытого 2/2-ходового соленоидного клапана (Y1) с плавным открытием, открывающего или закрывающего вход сжатого воздуха в мембранные модули; балансировочных клапанов (FCV2 и FCV3), устанавливаемых в случае, если используется более 1 модуля для выравнивания давления между ними; шаровых кранов (V2 и V3) для временного отсечения отдельных модулей; регулятора расхода (FCV1) для регулировки пары настроек «расход/чистота»; еще одного небольшого регулятора расхода (FCV4) перед анализатором содержания кислорода; редуктора-регулятора давления (PCV1) и, наконец, обратного клапана (V1). 6) Анализатор содержания кислорода (Q1) на основе электрохимической свинцово-платиновой пары и электронного блока контроля, с выводом показаний анализатора на дисплей и возможностью программирования критичного значения чистоты азота с клавиатуры. Критичное значение может или игнорироваться (как будет делаться в комплектации на схеме выше), или же, возможна установка комбинации выходного и продувочного соленоидных клапанов: при превышении содержанием кислорода запрограммированного критичного значения, выходной клапан закрывается и прекращает выдачу азота потребителям; в то же время, открывается продувочный клапан, и некондиционный азот стравливается в атмосферу до тех пор, пока его чистота не восстановится. 7) Выходное реле давления (PSH), управляющее впускным соленоидным клапаном. При росте давления азота на выходе генератора до установленного на реле давления уровня (что означает отсутствие/снижение потребления азота), реле давления инициирует закрытие впускного соленоидного клапана, что вызывает прекращение подачи на генератор сжатого воздуха и, соответственно, прекращение выработки азота. При падении давления азота на выходе генератора, реле давления опять открывает впускной клапан. 8) Четыре манометра: входного давления сжатого воздуха, давления на мембранных модулях, давления перед выходным редуктором давления и после него. 9) Иногда, азотный ресивер, монтируемый на одной раме с генератором, если позволяют его габариты и масса, или устанавливаемый отдельно. «На выходе», получается нечто подобное:
Или подобное:
Выше показан только самый простой вариант конструкции. В соответствии с индивидуальными требованиями Покупателя, мы вносим как в общую схему конструкции, так и в практическое конструктивное исполнение требуемые изменения. Обычно, для превентивного удаления вапоризованной влаги (для предотвращения ее конденсации) и защиты мембран от попадания на них жидкой влаги, могущей привести, хотя и в меньшей степени, чем масло, к снижению эффективности и старению мембран, следует также установить, будь то на одной раме с генератором или отдельно, рефрижераторный осушитель сжатого воздуха. Также отметим, что, если на Вашем предприятии нет сжатого воздуха в количестве или с давлением, требующимися для производства нужного Вам количества азота с нужными Вам давлением и чистотой, то, разумеется, мы можем предложить и воздушный компрессор пр-ва германской компании BOGE Kompressoren, чьим авторизованным дистрибьютором мы являемся с начала XXI века. ...или самостоятельная сборка генератора на основе SmartFLUXX
Сам по себе, мембранный модуль SmartFLUXX обычно практически бесполезен. В теории, при определенном счастливом совпадении обстоятельств (а именно, при точном и постоянном совпадении расхода и давления сжатого воздуха с теми параметрами, которые нужно иметь на входе в модуль для получения азота требуемой чистоты, с требуемым давлением и в требуемом количестве), модуль можно просто врезать в трубу со сжатым воздухом, не используя больше вообще ничего. Однако, на практике, для того, чтобы «осмысленно и целенаправленно» производить с помощью мембранного модуля, будь то Parker SmartFLUXX или других производителей, азот определенной чистоты, нужно «обвязать» его некоторыми дополнительными компонентами - как минимум, установив ограничитель расхода (который на схеме выше обозначен как FCV1; самый простой ограничитель расхода - это игольчатый клапан). Для того же, чтобы создать полноценный генератор азота мембранного типа на основе более чем 1 модуля, с нормальной системой контроля работы и мониторинга параметров, нужно как минимум воспроизвести конструкцию, показанную на схеме выше - или даже дополнить или улучшить ее. Мембранные модули SmartFLUXX могут поставляться отдельно. Такой вариант поставки может быть интересен, в-основном, инжиниринговым компаниям, желающим самостоятельно собрать генератор азота с целью дальнейшей реализации его под своим брендом. При конструировании собственного генератора азота на основе модулей SmartFLUXX, с целью обеспечения правильного, эффективного и долгого их функционирования, следует соблюдать некоторые (несложные) требования, предъявляемые компанией Parker Hannifin, и нашей компанией как дистрибьютором Parker, к общему принципу конструкции и функциональным особенностям отдельных комплектующих. На этих требованиях мы не будем подробно останавливаться на этой странице нашего сайта, однако пройдемся по некоторым из них кратко: 1) Следует предусмотреть адекватную систему защиты мембран от попадания на них компрессорного масла, твердых частиц и жидкой влаги. Для этого, есть три основных способа: фильтрация с помощью фильтров сжатого воздуха (должна быть обязательно); превентивное удаление парообразной влаги с помощью осушителя сжатого воздуха (желательно); эффективный отвод конденсата от фильтров и, если он есть, фреонового осушителя, с помощью конденсатоотводчиков. Отводу конденсата иногда не уделяют должного внимания, хотя он очень важен - как ни был бы хорош фильтр или осушитель, он практически полностью бесполезен при отсутствии надежного отвода конденсата. Наша компания может предложить любое оборудование для очистки и осушения сжатого воздуха, а также отвода конденсата. 2) Никогда нельзя допускать затрудненного выхода обогащенной кислородом газовой смеси (побочного газового продукта) из модуля. Затрудненный выход приведет к росту давления на стороне сброса обогащенной O2 смеси, что, в свою очередь, приведет к резкому (но, к счастью, обратимому, конечно) снижению эффективности мембран. Даже небольшое избыточное давление на выходе побочного газового продукта, порядка 100 мбар, уже приводит к очень сильному снижению эффективности. Поэтому, если побочный газовый продукт планируется отводить от генератора по трубам, коробам или по иным каналам, их следует спроектировать таким образом, чтобы оказываемое ими потоку газа сопротивление было минимальным. 3) Нельзя произвольно заужать проходное сечение. Все компоненты следует подбирать исходя из размера имеющихся у модуля присоединений. Можно взять клапан с бóльшим проходным сечением, но нельзя (по крайней мере, без консультации с нами) - с меньшим. 4) Для того, чтобы не допустить пневмоудара по мембранам, соленоидный клапан контроля входа газа должен открываться плавно (или после него, последовательно, должен быть установлен отдельный клапан плавного набора давления). Технические данные модуля SmartFLUXX SA604 («небольшой»)
Максимальный перепад давления <0,1 бар. Максимальное избыточное рабочее давление 13 бар. Материал конструкции корпуса - сталь, окрашенная в цвет RAL7039 (кварцево-серый). Трубка выполнена из алюминия. Габаритные размеры, высота х ширина х глубина, мм: 757 х 80 х 63 мм. Масса 3,2 кг. Присоединения вход и выход G3/8", внутренняя резьба. Под выход побочного газового продукта G3/8", внутренняя резьба. Технические данные модуля SmartFLUXX SA1508 (SS-SP1) («средний»)
Максимальный перепад давления <0,3 бар. Максимальный расход азота на выходе модуля равен приведенному в таблице выше минимальному значению плюс 30%. Максимальное избыточное рабочее давление 13 бар. Расчетное избыточное давление конструкции 15 бар. Материал конструкции корпуса - нержавеющая сталь марки 316L (сертификат на сталь по стандарту EN10204-3.1 - по запросу). Габаритные размеры, высота х диаметр, мм: 1655 х 114 мм. Масса 18 кг. Присоединения вход и выход G¾", внутренняя резьба. Под выход побочного газового продукта G1", внутренняя резьба. Технические данные модуля SmartFLUXX SA15020 («большой»)
Максимальный перепад давления при чистоте азота ≥95%: <0,3 бар. Максимальный перепад давления при чистоте азота <95%: <0,2 бар. Максимальное избыточное рабочее давление 9 бар. Расчетное избыточное давление 9 бар. Материал конструкции корпуса - алюминий, покрытый пленкой толщиной 60 мкм цвета RAL7039 (кварцево-серого). Габаритные размеры, высота х диаметр, мм: 1740 х 280 мм. Масса 46 кг. Присоединения вход и выход G2½", внутренняя резьба по ISO228. Под выход побочного газового продукта - диаметр 100 мм. Общее для всех наших мембранных модулей
Допустимая температура сжатого воздуха +2...+50°C. Допустимая температура окр. среды +2...+50°C. Расчетная температура +65°C. Допустимое содержание паров масла в сжатом воздухе - не более 0,01 мг/м³. Допустимый размер твердых частиц - не более 0,01 мкм. Допустимое содержание влаги: содержание вапоризованной влаги не регламентируется; наличие жидкой влаги не допускается. Под м³ понимается м³, приведенный к стандартным условиям всасывания (температуре +20°C и абсолютному давлению 1013 мбар). Данные приведены для температуры сжатого воздуха на входе модуля +20°C и давления окружающей среды 1013 мбар(абс). Пожалуйста, уточняйте у нас параметры работы при значениях температуры, отличных от +20°C. Мы будем рады ответить на любые вопросы по нашим генераторам азота. Пожалуйста, обращайтесь к нашим сотрудникам по телефонам, факсу и электронной почте, указанным выше на этой странице. |
© 2002-2021«Иммертехник». Если не указано иначе, копирование материалов возможно только с письменного разрешения. |