Membraanstikstofgeneratoren zijn gebaseerd op een eenvoudig werkingsprincipe. Het belangrijkste onderdeel van een membraangenerator is de membraanmodule (+- 10 cm in diameter), gevuld met kleine, holle polymeervezels.
De droge en schone perslucht (ookwel genoemd inlaatlucht) komt binnen in het membraan en door de structuur van deze vezels stromen verschillende moleculen van de perslucht naar de buitenkant van de vezel. Dit proces wordt permeatie genoemd. Tijdens dit proces verlaten water en zuurstof door de membraanzijden van de vezels. Uiteindelijk blijft alleen stikstof over. Dit is mogelijk omdat verschillende moleculen met verschillende snelheden doordringen. H2O zal zeer snel doordringen; zuurstof duurt vervolgens iets langer.
Vanwege de permeatie door de vezelwand zou er een overdruk kunnen ontstaan in de membraanbehuizing. Dit zou komen doordaat vezels in het membraan verstopt zouden raken, en de permeatie-efficiëntie zou aanzienlijk verlaagd worden. Om dit te voorkomen is er een opening in de behuizing, de permeate vent, waar deze 'uitlaatgassen' kunnen ontsnappen. Zo werkt de generator beter en efficiënter.
Het is van groot belang dat de inlaatlucht schoon en droog is voordat deze het membraan binnendringt. Als dit niet het geval is, zullen de ondiepe vezels snel verstoppen. Om dit te voorkomen moet een correcte luchtbehandeling van de toevoerlucht worden geïnstalleerd. In sommige gevallen zullen de benodigde filters en drogers al in de generator zelf worden ingebouwd. Dit zou betekenen dat er soms geen extra filters tussen de compressor en de generator mogen worden geïnstalleerd.
De vezels van het membraan kunnen waterdamp zonder veel problemen aan. Het is echter zeer belangrijk dat de lucht verstoken is van vloeibaar water, omdat dit een nadelige invloed zal hebben op het membraan. Daarom is het nodig dat er een goede waterafscheidingsoplossing vóór de generator is aangebracht, bijvoorbeeld een koeldroger. Het verzorgen van de inlaatlucht van de generator zal het membraan beschermen en een lange levensduur garanderen.
Adsorptie is het proces waarbij atomen, ionen of moleculen van een stof (in dit geval perslucht) zich aan een oppervlak van een adsorbent hechten.
Een PSA-stikstofgenerator isoleert stikstof en de andere gassen in de persluchtstroom (zuurstof, CO2 en waterdamp) worden geadsorbeerd, waardoor hoofdzakelijk zuivere stikstof achterblijft. De PSA-stikstofgeneratortechnologie is een eenvoudige, betrouwbare en kosteneffectieve benadering van stikstofproductie die een continue stikstofstroom met hoge capaciteit mogelijk maakt met het door u gewenste zuiverheidsniveau. PSA vangt zuurstof op uit de persluchtstroom wanneer moleculen zich binden zichzelf tot een moleculaire koolstofzeef. Dit gebeurt in twee afzonderlijke drukvaten (toren A en toren B), elk gevuld met een moleculaire koolstofzeef, die schakelen tussen een scheidingsproces en een regeneratieproces.
Schone en droge perslucht stroomt toren A binnen. Omdat zuurstofmoleculen kleiner zijn dan stikstofmoleculen, gaan ze door de poriën van de zeef. Stikstofmoleculen kunnen niet door de poriën heen passen, zodat ze de zeef omzeilen, wat resulteert in stikstof met de gewenste zuiverheid. Deze fase wordt de adsorptie- of scheidingsfase genoemd. Het grootste deel van de stikstof die in toren A wordt geproduceerd verlaat het systeem, klaar voor direct gebruik of opslag. Vervolgens stroomt een klein gedeelte van de gegenereerde stikstof in de tegenovergestelde richting in toren B.
Deze flow duwt de zuurstof uit die in de vorige adsorptiefase van toren B werd opgevangen. Door de druk in toren B af te laten, verliezen de moleculaire koolstofzeven hun vermogen om de zuurstofmoleculen vast te houden, Die loskomen van de zeven en worden meegevoerd door de kleine stikstofstroom die uit toren A komt. Dit reinigingsproces maakt ruimte voor nieuwe zuurstofmoleculen die in een volgende adsorptiefase aan de zeven kunnen worden bevestigd. Het PSA-systeem met twee torens schakelt tussen scheiding en regeneratie om continue stikstofproductie op een gewenst zuiverheidsniveau te leveren. De Atlas Copco NGP+ stikstofgasgenerator biedt alle voordelen van PSA-technologie in een betrouwbare en efficiënte plug-and-play-oplossing.
Het is belangrijk om het zuiverheidsniveau te begrijpen dat nodig is voor elke toepassing om doelgericht stikstof op locatie te genereren. Toch zijn er enkele algemene eisen met betrekking tot de inlaatlucht. De perslucht moet schoon en droog zijn voordat hij de stikstofgenerator binnendringt, omdat dit een positieve invloed heeft op de stikstofkwaliteit en voorkomt dat het CMS door vocht wordt beschadigd.
Om de lucht goed te behandelen moet er een droger zijn tussen de compressor en de generator. Als de inlaatlucht wordt gegenereerd door een oliegesmeerde compressor, zal het installeren van een olie-coalescing en een koolstoffilter alle onzuiverheden verwijderen voordat de perslucht de stikstofgenerator bereikt. Druk-, temperatuur- en drukdauwpuntsensoren kunnen in de generatoren worden geïnstalleerd als een storingsveilig systeem, waardoor verontreinigde lucht het PSA-systeem niet kan binnendringen en een lange levensduur wordt gegarandeerd.
HAALBARE ZUIVERHEID
EFFICIËNT TOT 99.999%
EFFICIËNT TOT 99.5%
EFFICIËNTIE
HOGER
HOOG
PRESTATIES VERSUS TEMP.
LAGER BIJ HOGE TEMP.
HOGER BIJ HOGE TEMP.
COMPLEXITEIT VAN HET SYSTEEM
GEMIDDELD
LAAG
SERVICE-INTENSITEIT
ZEER LAAG
DRUKSTABILITEIT
STABIEL MET EXTRA TANKS
STABIEL ZONDER EXTRA TANK
STABILITEIT VAN DE FLOW
STARTSNELHEID NA SHUTDOWN
SNEL
WATERGEVOELIGHEID (DAMP)
LAAG (GEEN VLOEIBAAR WATER)
OLIEGEVOELIGHEID
NIET TOEGESTAAN (<0,01 mg/m3)
GELUIDSNIVEAU
GEWICHT
