Straujajā rūpnieciskās ražošanas pasaulē piegādes ķēdes kontrole ir noslēpums, lai paliktu priekšā. Kā gāzes rūpnīcas īpašnieks ar septiņām ražošanas līnijām šeit, Ķīnā, es, Alens, esmu redzējis, kā gāzes piegādes traucējumi var apturēt ražošanu. Neatkarīgi no tā, vai strādājat ķīmijas nozarē vai vadāt pētniecības laboratoriju, paļaušanās uz piegādātajiem baloniem bieži vien ir neefektīva. Šī ir vieta, kur slāpekļa ģenerators stājas spēlē.

Šo rakstu ir vērts izlasīt, jo tas ir cauri tehniskajam žargonam. Tas ir rakstīts tādiem lēmumu pieņēmējiem kā jūs, Mark, kuriem ir jāsabalansē kvalitāte ar izmaksām. Mēs izpētīsim, kā slāpekļa veidošanās darbi, konkrēti skatoties PSA (Pressure Swing Adsorbtion) tehnoloģija. Apskatīsim arī plašāku priekšstatu par skābekļa un slāpekļa veidošanās sistēmas. Šīs rokasgrāmatas beigās jūs sapratīsit, kāpēc pāriet uz vietni slāpekļa ģenerēšanas sistēma varētu būt gudrākais ieguldījums jūsu uzņēmumam, nodrošinot vienmērīgu plūsmu slāpekļa gāze un novēršot loģistikas galvassāpes.

Kā slāpekļa ģenerators darbojas, lai ražotu gāzi?

A slāpekļa ģenerators ir iekārta, kas atdala slāpekļa molekulas no saspiesta gaisa. Gaiss, ko mēs elpojam, ir aptuveni 78% slāpekļa un 21% skābekļa, ar nelielu daudzumu citu gāzu. Ģeneratora mērķis ir izolēt slāpekli, lai to varētu izmantot rūpnieciskiem mērķiem. Tā vietā, lai iegādātos šķidrā slāpekļa vai augstspiediena balonus, a slāpekļa ģeneratora darbs cikls ļauj jums ražot savu gāzi tieši tur, kur tas jums nepieciešams.

Process sākas ar gaisa kompresoru. Saspiests gaiss tiek iespiests sistēmā. Pirms atdalīšanas stadijas gaiss tiek attīrīts, lai noņemtu eļļu un ūdeni. Tas ir ļoti svarīgi, jo mitrums var sabojāt ierīces iekšējās sastāvdaļas paaudzes sistēma. Pēc tīrīšanas gaiss nonāk ģeneratorā. Šeit tiek saukts process gāzes atdalīšana rodas. Iekārta filtrē skābeklis un ūdens tvaiki, atstājot aiz sevis tīra slāpekļa straumi.

Uzņēmuma īpašniekam, saprotot, kā a slāpekļa ģeneratora darbs ir par neatkarības izpratni. Kad jums ir a slāpekļa ģenerēšanas sistēma uzstādīts, jūs vairs neesat atkarīgs no kravas automašīnas, kas ierodas laikā. Jums ir a nepārtraukta slāpekļa padeve rokas stiepiena attālumā. Tas pārvērš gaisu, brīvu resursu, par vērtīgu rūpniecības preci. Šī ir pamatkoncepcija gāzes ražošana.

Kas ir PSA slāpekļa ģenerēšana un kāpēc tā ir populāra?

PSA apzīmē Spiediena svārstību adsorbcija. Tā ir visizplatītākā tehnoloģija, ko izmanto uz vietas esošais slāpeklis ražošana šodien. A PSA slāpekļa ģenerators izmanto divus torņus, kas piepildīti ar materiālu, ko sauc Oglekļa molekulārais siets (SPS). Šis materiāls ir pārsteidzošs. Tam ir sīkas poras, kuru izmērs ir ideāls, lai notvertu skābekļa molekulas, bet ļauj slāpekļa molekulas lai izietu cauri.

Lūk, kā PSA slāpeklis process darbojas: Saspiests gaiss ieiet pirmajā tornī. Zem augsta spiediena CMS absorbē skābekli. Slāpeklis plūst cauri tornim un tiek savākts kā produkta gāze. Pēc neilga laika CMS piepildās ar skābekli. Pēc tam sistēma "šūpojas" uz otro torni, lai turpinātu ražošanu. Tikmēr pirmais tornis atbrīvo spiedienu, un notvertais skābeklis tiek izvadīts atpakaļ atmosfērā. Šis cikls atkārtojas pastāvīgi.

PSA slāpekļa veidošanās ir populārs, jo tas ir efektīvs un uzticams. Tas var ražot augstas tīrības pakāpes slāpeklis (līdz 99,999%), kas ir būtiska daudziem elektronikas un ķīmiskiem lietojumiem. Atšķirībā no vecākām metodēm, a PSA slāpekļa ģenerators darbojas apkārtējās vides temperatūrā, padarot to drošāku un vieglāk kopjamu. Tādam pircējam kā Marks, PSA sistēmas piedāvā lielisku sākotnējo izmaksu un ilgtermiņa darbības ietaupījumu līdzsvaru.

Kādi ir dažādi slāpekļa ģenerēšanas tehnoloģiju veidi?

Kamēr PSA ir dominējošs, tas nav vienīgais spēlētājs pilsētā. Parasti ir divi galvenie slāpekļa ražošanas tehnoloģijas: PSA un membrānas tehnoloģija. Atšķirības izpratne palīdz izvēlēties pareizo gāzes sistēmas jūsu iekārtai. Membrānas slāpekļa ģeneratori strādāt mazliet savādāk. Viņi izmanto dobu šķiedru saišķi. Gaisam plūstot caur šīm šķiedrām, skābeklis un ūdens tvaiki caur šķiedru sienām iekļūst ātrāk nekā slāpeklis.

Membrānas slāpekļa ģeneratori parasti ir vienkāršāki un tajos ir mazāk kustīgo daļu nekā PSA vienības. Tomēr tie parasti ir labāk piemēroti lietojumprogrammām, kur tās ir zemākas slāpekļa tīrības pakāpes (95% līdz 99,5%) ir pieņemami. Ja jums nepieciešama īpaši tīra gāze jutīgām ķīmiskām reakcijām, PSA slāpeklis parasti ir labākā izvēle. Membrānas sistēmas ir lieliski piemērotas, piemēram, riepu piepūšanai vai ugunsgrēka novēršanai, kur ārkārtēja tīrība nav kritiska.

Abi slāpekļa veidi ģeneratori ļauj slāpekļa ģenerēšana uz vietas. Izvēle ir atkarīga no jūsu specifikas slāpekļa prasības. Ja jums ir nepieciešams augsts plūsmas ātrums un ļoti augsta tīrība, PSA ir standarts. Ja jums ir nepieciešama kompakta, klusa iekārta zemākas tīrības līmeņa vajadzībām, vislabākā varētu būt membrānas sistēma. Kā piegādātājs es redzu tendenci, ka arvien vairāk rūpnīcu pieņem PSA jo tehnoloģija ir kļuvusi ļoti pieņemama un izturīga.

Kurās nozarēs tiek izmantoti slāpekļa ģeneratori?

Tiek izmantoti slāpekļa ģeneratori plašā nozaru klāstā. Tā kā slāpeklis ir inertā gāze, tas ir lieliski piemērots oksidēšanās un degšanas novēršanai. Viens no lielākajiem lietotājiem ir pārtikas un dzērienu rūpniecība. Slāpekli izmanto, lai iepakojumā izspiestu skābekli, saglabājot skaidas kraukšķīgus un novēršot bojāšanos. Šis ir klasisks piemērs tam, kā slāpeklis nodrošina produkta kvalitāte.

Rūpniecības sektorā, īpaši nafta un gāze, slāpekli izmanto cauruļvadu attīrīšanai un spiediena pārbaudei. Tas novērš sprādzienus, izspiežot uzliesmojošas gāzes. Elektronikas ražošanā, tīrs slāpeklis ir būtiska shēmas plates lodēšanai, lai novērstu oksidēšanos. The slāpekļa loma šeit ir jānodrošina tīrs, spēcīgs elektriskais savienojums. Tas, visticamāk, attiecas uz jūsu klientiem, Mark, kuri pārdod ražošanas uzņēmumiem.

Arī ķīmiskās rūpnīcas paļauties uz slāpekli. To izmanto uzglabāšanas tvertņu segšanai, novēršot gaistošo ķīmisko vielu reakciju ar gaisu. Mēs arī redzam slāpekļa ģeneratoru piedāvājums risinājumi lāzergriešanai, kur gāze aizpūš izkausētu metālu, lai izveidotu tīru griezumu. Saraksts ar slāpekļa lietojumi ir milzīgs, tāpēc nodrošināt a uzticams slāpeklis avots ir tik svarīgs uzņēmējdarbības nepārtrauktībai.

Kā atšķiras skābekļa un slāpekļa ražošanas sistēmas?

Ir svarīgi atšķirt skābekļa un slāpekļa veidošanās. Lai gan mašīnas izskatās līdzīgas, iekšējā ķīmija ir atšķirīga. A slāpekļa ģenerators lietojumiem Oglekļa molekulārais siets lai notvertu skābekli un ļautu izvadīt slāpekli. Un otrādi, skābekļa ģeneratori izmantojiet materiālu, ko sauc par ceolīta molekulāro sietu (ZMS). ZMS aiztur slāpekli un laiž cauri skābekli.

Skābekļa un slāpekļa veidošanās abas sistēmas paļaujas uz Spiediena svārstību adsorbcija principu, bet tie rada pretējus rezultātus. Skābekļa ģenerēšana ir ļoti svarīgi medicīniskiem lietojumiem (medicīniskais skābeklis), notekūdeņu attīrīšana un stikla pūšana. Slāpekļa ražošana galvenokārt ir paredzēts aizsardzībai un saglabāšanai. Manā rūpnīcā mēs nodarbojamies ar abiem, taču mēs tos uztveram kā ļoti dažādas produktu līnijas, jo skābekļa (kas atbalsta degšanu) drošības prasības ir daudz stingrākas.

Kad mēs runājam par an skābekļa un slāpekļa ģenerators, mēs parasti runājam par divām atsevišķām iekārtām, lai gan tām var būt kopīgs gaisa kompresors. Galvenais ir saprast šo atšķirību. Ja meklējat sistēmu gāzes padevei metināšanas deglim, jums ir nepieciešams skābekļa ģenerators. Ja vēlaties novērst ugunsgrēku ķīmisko vielu tvertnē, jums ir nepieciešams a slāpekļa ģenerēšanas sistēma. The gāzes atdalīšana tehnoloģija ir līdzīga, taču pielietojums un mašīnas "sirds" (siets) atšķiras.

Kā jūs sasniedzat augstu tīrības līmeni slāpekļa ražošanā?

Tīrība ir viss. Manā biznesā mēs bieži runājam par "pieciem deviņiem" (99,999%). Uz ražot slāpekli šajā līmenī, slāpekļa ģenerēšanas sistēma jābūt perfekti noregulētam. Ar PSA slāpekļa ģeneratori, tīrību nosaka caur sietu izplūstošā gaisa ātrums. Ja palēnināsit gaisu, sietam būs vairāk laika, lai satvertu katru pēdējo skābekļa molekulu, kā rezultātā augstas tīrības pakāpes slāpeklis.

Tomēr ir kompromiss. Augstāka tīrība nozīmē mazāku plūsmas ātrumu. Lai iegūtu vairāk gāzes ar augstu tīrības pakāpi, nepieciešama lielāka iekārta. Tāpēc definējot savu slāpekļa tīrības pakāpes prasība ir pirmais solis pirkumā. Vai tiešām vajag 99.999%, vai pietiek ar 99.9%? Daudziem rūpnieciskiem lietojumiem, 99,9% ir pietiekami daudz. Bet laboratorijas darbam vai uzlabotai elektronikai jums ir nepieciešams labākais.

Mūsdienīgs slāpekļa ģeneratori nodrošina uzlabotas uzraudzības sistēmas. Viņiem ir skābekļa analizatori, kas pastāvīgi pārbauda izvadi. Ja tīrības slāpeklis pazeminās zem iestatītās vērtības, sistēma var automātiski apturēt vai atskaņot trauksmi. Tas nodrošina, ka slāpekļa kvalitāte nekad neapdraud jūsu ražošanu. Šo konsekvenci ir daudz grūtāk sasniegt membrānas slāpekļa ģeneratori, tieši tāpēc PSA ir augstas tīrības karalis.

Kāpēc balonu vietā pāriet uz slāpekļa gāzes ražošanu uz vietas?

Gadiem ilgi uzņēmumi paļāvās uz pirkumiem slāpekļa baloni vai beztaras šķidrais slāpeklis. Šim modelim ir trūkumi. Jūs maksājat par gāzi, balonu nomu, piegādes maksu un kaitīguma maksu. Turklāt jums ir jāpārvalda inventārs. Beidzoties gāzei, ražošana tiek pārtraukta. Slāpekļa ģenerēšana uz vietas novērš šīs problēmas.

Kad instalējat a slāpekļa gāzes ģenerators, jūs būtībā esat ražot slāpekli uz vietas par elektrības izmaksām. Ieguldījumu atdeve (ROI) bieži vien ir mazāka par 18 mēnešiem. Jūs pārtraucat maksāt par slāpekļa piegādes un sāciet iegūt savu infrastruktūru. Izlēmīgam uzņēmējam, piemēram, Markam, šī matemātika ir jēga. Tas novērš gāzes cenu nepastāvību no jūsu darbības izdevumiem.

Turklāt gāzes ražošana uz vietas ir zaļāks. Jūs likvidējat siltumnīcefekta gāzu emisijas saistīti ar piegādes kravas automašīnām. Jums arī nav jāuztraucas par izvārītās gāzes izvadīšanu no šķidruma tvertnēm. Uz vietas esošie slāpekļa ģeneratori dot tev slāpeklis pēc pieprasījuma. Jūs izgatavojat to, kas jums nepieciešams, kad jums tas ir nepieciešams. Tas ir vienkāršas ražošanas princips, kas tiek piemērots jūsu komunālajiem pakalpojumiem.

Cik uzticama ir mūsdienu paaudzes sistēma nepārtrauktai gāzes padevei?

Viena no galvenajām Marka problēmām ir uzticamība. "Ko darīt, ja mašīna saplīst?" Mūsdienīgs sistēmas slāpeklis ir neticami izturīgi. Labi kopts PSA slāpekļa ģenerators var darboties vairāk nekā desmit gadus ar minimālām problēmām. Tehnoloģija ir nobriedusi. Galvenā apkope ietver gaisa filtru nomaiņu un gaisa kompresora apkopi — standarta uzdevumi jebkurai apkopes komandai.

Lai nodrošinātu a uzticama slāpekļa padeve, daudzi uzņēmumi katram gadījumam uzstāda rezerves sistēmu vai patur nelielu cilindru banku. Tomēr uzticamība iekšēja slāpekļa ražošana parasti pārsniedz piegādes piegādes ķēdes līmeni. Kravas automašīnas var iestrēgt satiksmē vai aizkavēties laikapstākļu dēļ. Ģenerators, kas atrodas jūsu rūpnīcas grīdā, ir imūns pret šiem ārējiem faktoriem.

Turklāt gāzes sistēmas šodien nāk ar attālo uzraudzību. Es varu redzēt savu mašīnu veiktspēju no sava tālruņa. Ja filtrs ir aizsērējis vai spiediens pazeminās, es saņemu brīdinājumu, pirms tas kļūst par problēmu. Šī paredzamā apkope nodrošina, ka slāpekļa gāzes padeve paliek nepārtraukts. Uzticamība ir iebūvēta to dizainā slāpekļa ražošana vienības.

Kā izvēlēties savām vajadzībām pareizo slāpekļa ģenerēšanas sistēmu?

Lai izvēlētos pareizo sistēmu, ir jāzina trīs lietas: plūsmas ātrums, spiediens un tīrība. Pirmkārt, cik daudz gāzes jums ir nepieciešams? To parasti mēra kubikmetros stundā (Nm3/h) vai SCFM. Otrkārt, kāds spiediens ir nepieciešams lietošanas vietā? Un treškārt, ko slāpekļa tīrība ir nepieciešams?

Ja vajag augstas tīrības pakāpes slāpeklis lāzera griezējam, a PSA slāpekļa ģenerators ir veids, kā iet. Ja jums ir nepieciešama "zema" tīrības pakāpe riepām, membrānas sistēma varētu būt lētāka. Jāņem vērā arī vide. Vai telpa ir putekļaina? Vai ir karsts? Šie faktori ietekmē gaisa kompresors un ģenerators.

Ir arī gudri domāt par izaugsmi nākotnē. Bieži vien lētāk ir iegādāties nedaudz lielāku slāpekļa ģenerēšanas sistēma tagad, nevis jaunināt pēc diviem gadiem. Kā piegādātājs Rūpnieciskā gāze, es vienmēr iesaku saviem klientiem pārbaudīt pašreizējo lietojumu. Apskatiet savus rēķinus par slāpekļa baloni. Aprēķiniet maksimālo lietojumu. Šie dati ir pamats jūsu izmēra noteikšanai skābekļa un slāpekļa veidošanās aprīkojumu pareizi.

Kāda ir skābekļa un slāpekļa ģeneratoru tehnoloģijas nākotne?

Nākotne skābekļa un slāpekļa veidošanās ir gudrs un efektīvs. Mēs redzam tendenci uz energoefektīvāku PSA cikli, kas izmanto mazāk saspiests gaiss lai saražotu tādu pašu gāzes daudzumu. Tas vēl vairāk samazina ekspluatācijas izmaksas. Tāpat, Oglekļa molekulārais siets materiāli uzlabojas, kļūstot efektīvāki gāzes atdalīšana.

Mēs redzam arī labāku integrāciju skābekļa ražošanas sistēmas un slāpekļa sistēmas "lietiskajā internetā" (IoT). Mašīnas pats veiks diagnostiku un pat pasūtīs savas rezerves daļas. Tendence virzās no tikai mašīnas pārdošanas uz "gāzes kā pakalpojuma" pārdošanu, kur ražotājs uztur ierīci un iekasē maksu par darbības laiku.

Globālajai tirdzniecībai pieprasījums pēc skābeklis un slāpeklis iekārtu skaits jaunattīstības valstīs pieaug. Tā kā ražošanas centri aug tādās vietās kā Vjetnama un Indija, ir nepieciešams uz vietas esošais slāpeklis palielinās. Eksportētājiem, piemēram, mums, un izplatītājiem, piemēram, Mark, palikt priekšā tiem gāzes ražošana tendencēm ir izšķiroša nozīme. Paši ģenerē slāpekli kļūst par mūsdienu rūpniecības standartu, nevis izņēmumu.

Key Takeaways

• Neatkarība: A slāpekļa ģenerators ļauj ražot savu gāzi, atbrīvojot jūs no piegādātāja līgumiem un piegādes kavējumiem.
• Izmaksu ietaupījumi: Slāpekļa ģenerēšana uz vietas ir ievērojami lētāks ilgtermiņā, salīdzinot ar pirkšanu slāpekļa baloni vai šķidrais slāpeklis.
• Tehnoloģija: PSA slāpekļa ģeneratori izmantot Oglekļa molekulārais siets lai atdalītu gāzes un ir ideāli piemēroti augstas tīrības pakāpes lietojumiem membrānas slāpekļa ģeneratori ir piemēroti zemākas tīrības vajadzībām.
• Daudzpusība: Tiek izmantoti slāpekļa ģeneratori dažādās nozarēs, no nafta un gāze pārtikas iepakojumam un elektronikai.
• Atšķirība: An skābekļa un slāpekļa ģenerators ir atšķirīgas mašīnas; skābekļa ģeneratori izmanto ceolītu, savukārt slāpekļa sistēmās izmanto oglekļa sietus.
• Uzticamība: Mūsdienīgs gāzes sistēmas ir ļoti uzticami un tiem nepieciešama standarta apkope, nodrošinot konsekventāku darbību slāpekļa padeve nekā piegādātā gāze.
• Izlase: Sistēmas izvēles galvenie faktori ir plūsmas ātrums, spiediens un nepieciešamais slāpekļa tīrība.

Izprotot šīs sistēmas, varat pieņemt pārdomātus lēmumus, kas palielina efektivitāti un samazina izmaksas. Vai jūs meklējat Medicīniskā gāze risinājumiem vai rūpnieciskiem uzstādījumiem, pāreja uz ģenerēšanu uz vietas ir virzība uz nākotni.