Hur en kvävegenerator fungerar: PSA vs. membranseparationsteknik

Användningen av kvävgas har blivit standardmetoden för att förhindra korrosion i torra rör och preaction brandsprinklersystem.

Genom att eliminera närvaron av syre i systemets rörsystem minimeras korrosion och avlagringar. Detta hjälper till att minska risken för läckor och förhindrar bildning av blockerande material, vilket säkerställer att systemet fungerar som det är tänkt i händelse av brand.

Även om kväveflaskor har använts som kvävekälla i vissa små system, begränsar behovet av att ofta byta ut flaskor och risken för falska snubblar på grund av förlust av tryckhållningsgas effektiviteten av detta tillvägagångssätt. Snarare har installationen av kvävegeneratorer som en permanent kvävekälla blivit den föredragna metoden, både för nya och befintliga installationer.

När det gällerteknik för generering av kväve,det finns två primära metoder för att producera kvävgas på plats: kväveseparationsmembran och trycksvängningsadsorption (PSA).

Även om varje tillvägagångssätt har sina för- och nackdelar, gör flera viktiga fördelar ECS:s membranbaserade-generatorer till det perfekta valet för sprinklerindustrin:

- Behöver inte lufttorkar på speciell inloppsluftfiltrering
- Lägre vikt, mindre installerat fotavtryck
- Enkelt underhåll/reparation
- Tillhandahåll industristandard 98 % kväve

För att bättre förstå de viktigaste skillnaderna mellan de två typerna av generatorer måste du först förstå hur de producerar kväve. Medan båda typerna av generatorer producerar kvävgas med hög renhet från tryckluft, gör de det på två distinkt olika sätt, vilket har stor effekt på hur de är utformade och underhålls.

Hjärtat i en kvävegenerator som använder membranseparationstekniken är, föga överraskande, separationsmembranet. Membranet består av tusentals ihåliga fibrer som tryckluft leds igenom. Varje fibers väggar är genomsläppliga för gasmolekyler, men vissa gaser kan passera igenom lättare än andra. Dessa "snabba" gaser, inklusive syre, CO2 och vattenånga, passerar genom fiberväggarna och släpps ut i atmosfären. Den "långsamma" gasen, kvävet, passerar genom fiberväggen mycket långsammare och producerar en kväveström med hög renhet vid membranutloppet. Det finns inga rörliga delar till membranet, bara kontroll av trycket och flödet av tryckluft genom membranet resulterar i hög ren kväveproduktion.

Atmosfärisk luft består av 78 % kväve och PSA-processen använder CMS för att extrahera detta kväve från luft.

PSA-processen består av 2 kärl fyllda med kolmolekylsilar och aktiverad aluminiumoxid.

Ren tryckluft leds genom ett kärl och rent kväve kommer ut som produktgas.

Avgaserna (syre) ventileras till atmosfären. Efter en kort genereringstid, efter mättnad av molekylsilbädden, växlar processen kvävegenerering till den andra bädden med automatiska ventiler, samtidigt som den mättade bädden genomgår regenerering genom trycksänkning och spolning till atmosfärstryck.

Således fortsätter 2-kärl att cykla växelvis i kväveproduktion och regenerering, vilket säkerställer att kvävgas är kontinuerligt tillgänglig för din process.

Behöver jag en lufttork eller någon annan speciell filtrering på min lufttillförsel?

Membranseparation:Varje generator inkluderar in-ledningsfiltrering för att avlägsna partikelformigt, flytande vatten och föra över kolväten från luftströmmen innan de kommer in i separationsmembranet. Air Products membran som ECS använder är designade för att filtrera bort vattenånga, vilket eliminerar behovet av en kyl- eller torktumlare uppströms enheten.

Pressure Swing Adsorption (PSA):PSA-enheter inkluderar vanligtvis-ledningsfiltrering av partiklar och överför-kolväten i sin källluftledning för att skydda CMS-materialet. Men till skillnad från Air Products PRISM®-membran kan CMS-materialet i PSA-enheter påverkas negativt av vatten/vattenånga i gaskällan. Vattenånga skulle också adsorberas av CMS-materialet, vilket minskar effektiviteten i separationsprocessen och resulterar i kväve med lägre renhet.

Dessutom, om det finns något överföringsvatten eller om kondens uppstår i adsorptionstankarna, kan CMS-materialet skadas. Flytande vatten kan resultera i kanalisering av CMS-materialet, vilket resulterar i felaktigt luftflöde genom bädden och minskad produktion. I vissa fall kan CMS skadas irreparabelt och behöver bytas ut fullständigt. Av denna anledning kommer PSA-generatorer alltid att kräva en kyld lufttork på inloppsgasströmmen, vilket resulterar i ytterligare en potentiell felpunkt och ökad elförbrukning.

Finns det några skillnader i storlek/vikt/fotavtryck för de två metoderna för generering av kväve?

Membranseparation:Eftersom membranseparationstekniken kräver så få rörliga delar, har ECS kunnat konstruera sina system för att ha det minsta fotavtrycket av alla kvävegeneratorer som finns på marknaden. Dessutom använder ECS en fyllnings- och rensningsmetod för att inerta sprinklersystemen, vilket eliminerar behovet av en kvävelagrings-/bufferttank, minskar utrustningens fotavtryck ytterligare och ger betydande besparingar och kostnader för material- och arbetsinstallation.

Pressure Swing Adsorption (PSA):De extra kontroller, ventiler, adsorptionsbäddar, kyltork och kvävebufferttank som krävs av PSA-metoden resulterar i betydligt tyngre och skrymmande utrustning. Detta resulterar i högre installationskostnader och större utrymmesbehov vid installationstillfället.

Vad är den förväntade livslängden för utrustningen och vad blir kostnaden att reparera?

Membranseparation:Liksom alla andra produkter som säljs finns det flera tillverkare av kvävemembran, vissa producerar en hög-kvalitetsprodukt och vissa producerar ett prisvärt alternativ. Sedan starten har ECS använt Air Products PRISM®-membran som representerar den högsta kvaliteten på tillgänglig teknologi. Air Products uppfann tekniken för separation av kvävemembran på 1970-talet och har fortsatt att förbättra den.

För närvarande är deras membran designade för en förväntad livslängd på tjugo (20) år vid en 100 % arbetscykel (inom brandskyddsindustrin använder vi membranet vid högst 10 % arbetscykel). Kostnaden för att byta ett membran är som mest 25 % av kostnaden för kvävegeneratorn. Dessutom är arbetet med att ersätta ett kvävemembran på fältet minimalt och kan utföras inom en timme av en brandsprinklerinstallatör för att få enheten igång igen och brandskyddssystemet åter i drift.

Pressure Swing Adsorption (PSA):De flesta PSA-tillverkare rapporterar att CMS-materialet har en typisk livslängd på 20+ år om korrekt underhåll och luftfiltrering utförs. Det som dock inte är klart är om byte av CMS kan utföras av personal på plats eller om det kräver en tillverkarens representant för att utföra bytet. Arbetet skulle innebära demontering av de två adsorptionskolonnerna, borttagning av det gamla CMS-materialet och ompackning av kolonnerna till originalspecifikationer med nytt CMS-material.

De ompackade kolonnerna skulle sedan behöva testas för att säkerställa korrekt gasseparation. Detta är en arbetsintensiv-övning som måste utföras medan enheten är ur drift, vilket resulterar i förlust av övervakningsgas till torra sprinklersystem och sprinklersystem. Förutom CMS-materialet tillför den extra komplexiteten hos PSA-generatorer ytterligare felpunkter till utrustningen, både på styrutrustningen och de automatiserade ventilerna som växlar flöde mellan de två adsorptionskolonnerna. Alla fel i dessa komponenter skulle leda till att systemet går ur drift.

Finns det skillnad i produktionshastighet eller gasrenhet mellan de två typerna av kvävegeneratorer?

Kväveseparationsmembraner kan vanligtvis producera kväve med renheter på upp till 99,5 %, medan PSA-kvävegeneratorer kan uppnå renheter på upp till 99,9995 %. Realistiskt sett har skillnaden i potentiell renhet mellan de två ingen betydelse i brandsprinklerindustrin, där 98 % kväverenhet har blivit den branschövergripande standarden för korrosionskontroll.

Precis som med luftkompressorer finns kvävegeneratorer i en mängd olika modeller med olika kväveproduktionshastigheter. ECS har ett sortiment av åtta (8) kvävegeneratorer för att möta ett brett spektrum av applikationer, från ett enda litet torrrörssystem till en anläggning skyddad av 25+-system som alla matas av en enda kvävegenerator. ECS beaktar både NFPA 13 och NFPA 25 tillåtna läckagetal när de dimensionerar sina generatorer för att säkerställa att de alltid kommer att hålla jämna steg med systemefterfrågan.

Begär en offert

Förutom PSA Nitrogen Generator producerar vi även VPSA Oxygen Generators, PSA Oxygen Generatorer, lagringstankar, värmeväxlare och andra produkter. Om du är intresserad av psa nitrogen Systems eller andra produkter, skicka gärna ett mail tillsales@gneeheatex.com. Vi hjälper dig gärna.

FAQ

Vad är en PSA-kvävegenerator?

PSA står för trycksvängningsadsorption. Det är en teknik som kan användas för att generera kväve eller syre för professionella ändamål. För det första är tank A i adsorptionsfasen medan tank B regenereras. I det andra steget utjämnar båda kärlen trycket för att förbereda växlingen.

Vem är tillverkaren av PSA-kvävegenerator?

GNEE är Kinas tillverkare av PSA Nitrogen Gas Plants. Välkommen till GNEE. GNEE är Kinas tillverkare av högkvalitativa-på-PSA-kvävgasgeneratoranläggningar på plats.

Vad är skillnaden mellan PSA och membrankvävegenerator?

Membranteknik är idealisk för applikationer med låg-renhet, medan PSA-teknik kan producera kväve med högre-renhet. Båda teknikerna erbjuder kostnadseffektiva och pålitliga lösningar för kvävegenerering i olika industrier.

Vad är PSA vid förgasning?

Pressure swing adsorption (PSA) är en fullt utvecklad och kommersialiserad teknik för gasseparation som består av selektiv adsorption av en gas i ett adsorberande material. Detta material har kapacitet att selektivt adsorbera och desorbera gasen beroende på arbetstrycket.

Vad är arbetsprincipen för PSA?

Principen för trycksvängadsorptionsteknik (PSA).
Vid trycksvängadsorption adsorberar specialiserade adsorberande material gasmolekylerna som syre, koldioxid, vattenånga och andra gaser under högt tryck med undantag av kväve

Vad är livslängden för en kvävegenerator?

PSA-kvävegeneratorer är vanligtvis konstruerade med en utrustnings livscykel på 20 till 25 år. Membrankvävegeneratorer har också en lång livscykel. Vissa tillverkares membran kan hålla i upp till 15 år innan byte krävs.

Vad är en PSA-generator?

PSA står för trycksvängningsadsorption. Det är en teknik som kan användas för att generera kväve eller syre för professionella ändamål. För det första är tank A i adsorptionsfasen medan tank B regenereras. I det andra steget utjämnar båda kärlen trycket för att förbereda växlingen.

Hur fungerar PSA-systemet?

Processen för trycksvängningsadsorption (PSA) är baserad på fenomenet att gaser under högt tryck tenderar att fångas på fasta ytor, dvs att "adsorberas". Ju högre tryck, desto mer gas adsorberas. När trycket sjunker frigörs gasen eller desorberas.