Для чего нужен генератор азота
Генераторы азота: принцип действия, особенности и преимущества
Прежде всего азот известен тем, что это инертный газ, который частый гость в технологических процессах промышленных предприятиях. Его вырабатывают прямо на предприятии и под сильным давлением подают на инструмент. Всего существует несколько способов получения азота, однако лишь один из дает возможность выработки газа в достаточном количестве. При этом достигаются необходимые показатели в давлении азота. Это адсорбционный метод
Именно для этого используется специальное оборудование ‒ азотные генераторы. Купить в Украине эти устройства вы можете у турецкой компании Dalgakiran. Она обеспечивает поставку, сервисное обслуживание, а также настройку оборудования под индивидуальные потребности отдельного производства. Узнать больше вы можете по адресу: dalgakiran.ua/store/Azotnyie.
Принцип работы азотных генераторов
Как известно, воздух на 78% состоит из азота. Именно поэтому при необходимости выделить данный газ из ресурса, к которому есть доступ в любое время, является наиболее оптимальным и экономически выгодным вариантом.
Азотный генератор пропускает обычный воздух сквозь адсорбент, который удерживает данный инертный газ после чего направляет его в нужное русло. Объемы выделяемого азота корректируются под нужды каждого отдельного предприятия. Для этого приобретаются генераторы соответствующей мощности.
Само устройство состоит из двух основных компонентов:
Для газоразделения используется несколько модуль из сит. Сперва выделяются атомы кислорода и углекислого газа, а сам азот поставляется в специальный резервуар, где происходит очистка от посторонних веществ. Во время этого первый модуль из сит также очищается от кислорода и процесс повторяется. Такой метод позволяет осуществить при необходимости непрерывную подачу азота на инструмент.
Азотные генераторы обладают такими преимуществами:
Генератор азота: преимущества использования на производстве
Азот – инертный газ, использующийся во многих технологических циклах, например, для питания хроматографов. Использование газа в баллонах высокого давления сопряжено со многими трудностями и приводит к большим расходам. Генератор азота позволяет исследователю получать нужное количество вещества и полностью контролировать весь процесс. В этой статье будут разобраны особенности использования оборудования, а также:
Принцип работы генератора азота
В промышленных условиях данный газ можно получить тремя способами:
Но только последний способ позволяет получать большие объемы вещества и подавать его под нужным давлением. Работа генераторов азота основана именно на этой технологии. В воздухе содержится около 78% инертного газа, и его выделение из атмосферы – экономичное и практичное решение. В генераторе воздух проходит через адсорбент, удерживающий молекулы кислорода, и пропускающий азот. Газы разделяются и могут использоваться в промышленных целях.
Схема устройства генератора азота
Конструкция оборудования, его технические параметры и эксплуатационные возможности определяются производителем и видом модели. Например, генератор азота, от производителя НПФ «Мета-хром», вырабатывает до 18 литров газа в час при его чистоте не менее 99,999%, что является очень высоким показателем.
В задачи первого блока входит сжатие подаваемого воздуха до нужных значений (не менее 6 атм.) и его предварительная очистка. Перед газоразделителем поток проходит через фильтр, улавливающий частицы воды и масла. Сам генератор азота представляет собой модульную систему из алюминиевых колонн с углеродными молекулярными ситами.
Сначала разделение идет в первом модуле: сито удерживает углекислый газ и кислород, а азот подается в резервуар. Затем колонка очищается от накопленных веществ, в то время как адсорбция протекает во втором модуле. Так обеспечивается непрерывность технологического процесса.
Все режимы работы отражаются на дисплее установки, оператор полностью контролирует выработку инертного газа, его давление, подачу.
Описание рабочего процесса
Доступный для многих предприятий и лабораторий азотный генератор, открывает большие преимущества: стоимость технологических процессов снижается за счет отказа от закупок сжатого газа. Но для достижения экономической выгоды важно, чтобы оборудование работало в нужном режиме: производило достаточное количество вещества определенной чистоты, не требовало сложного подключения или обслуживания, было безопасным и долговечным. Рабочий процесс устройства, соответствующего этим критериям, выглядит следующим образом:
Преимущества современных генераторов азота
При выборе оборудования потребитель учитывает его мощность, степень очистки газа, максимальную производительность генератора азота, а также ряд особенностей установки:
Качество газа и области применения установки
Многие промышленные предприятия и лаборатории решают применять генератор азота не только для хроматографических исследований. Газ используется в качестве носителя или для создания инертной среды при выполнении многих операций и на производстве. Например, его используют при:
При этом каждый процесс нуждается в определенной чистоте азота. Современные генераторы практически полностью удаляют примеси О2, СО2, паров воды, обеспечивая стабильно высокое качество газоразделения. Поэтому установки могут применяться в любой отрасли промышленности.
Компактность устройства, его простая пусконаладка, высокая производительность, отсутствие сложного или дорогостоящего обслуживания – ключевые преимущества современных моделей. Это надежный выбор и продуманное решение для каждой компании.
Получение азота путем короткоцикловой безнагревной адсорбции (PSA)
Мы поставляем генераторы азота с новейшей технологией PSA – это метод короткоцикловой безнагревной адсорбации. Давайте разберемся, какие преимущества генераторы PSA обеспечивают по сравнению с мембранными генераторами.
Чем технология PSA лучше мембранных генераторов азота
Мембранные генераторы азота (грязные азот) 
Генераторы азота PSA (сверхчистый азот) 
Зачем нужен собственный генератор азота на предприятии:
Выработка промышленных газов на собственном предприятии позволяет контролировать объемы их производства и степень чистоты. Такая возможность полезна компаниям, производство которых нуждается в ежедневном использовании азота. Если получение газа осуществляется внутри предприятия, то отпадает необходимость в заправке и доставке баллонов, аренде газов у сторонних поставщиков, полностью исключает расходы, связанные с потерями от испарения при дозаправках. Другими словами, генератор азота – это постоянный источник инертного газа за небольшую долю годовых производственных затрат. Одним из экономных способов получить азот чистотой до 99,995% является метод короткоцикловой безнагревной адсорбции.
Основным источником получения азота является атмосферный воздух, в котором данный инертный газ занимает около 75-78% всего объема. При выработке азота в промышленных целях важно понимать, какая степень чистоты инертного газа требуется для проведения технологических процессов.
Например, для тушения пожаров или закачки азота в шины на СТО используют азот низкого уровня чистоты – от 90 до 99%, тогда как в медицинских целях или в пищевой промышленности потребуется газ чистотой не менее 97%. В этом случае метод короткоцикловой безнагревной адсорбции – это самый приемлемый вариант получения инертного газа с высоким уровнем чистоты.
Схема получения азота методом короткоцикловой безнагревной адсорбции:
Технология короткоцикловой безнагревной адсорбции основана на очистке и разделении газов за счет последовательного чередования этапов адсорбции и десорбции, в результате которых на выходе обеспечивается непрерывный поток продукционного газа. Основоположником метода стал американский ученый Чарльз Скарстром, который в 1960 году предложил схему процесса циклической осушки водорода от паров воды и запатентовал свое изобретение. 
Рис. Схема работы генератора азота
Принцип работы генератора азота:
Фаза адсорбции (разделения)
При поступлении подготовленного воздуха в Адсорбер 1 молекулы кислорода (меньшие по размеру от молекул азота) с высокой скоростью улавливаются адсорбентами и задерживаются на углеродном молекулярном сите (CMS). Крупные молекулы азота не могут попасть в поры сита, поэтому проходят сквозь него и выводятся в специальный резервуар. В результате получается инертный газ высокой степени чистоты, который можно сразу использовать или хранить.
Фаза регенерации
В процессе адсорбции небольшой объем азота перемещается в Адсорбер 2 (направление: сверху – вниз), где происходит сброс давления. Поток поступающего воздуха вытесняет кислород, который попал в предыдущей фазе разделения, и выводит его вместе с выхлопными газами.
Фазы адсорбции и регенерации происходят в двух разных резервуарах с молекулярными ситами, которые переключатся между фазами разделения воздуха и регенерации. В процессе работы в генераторе создается пространство для попадания новых молекул кислорода на сита уже на следующем этапе адсорбции. Данная технология называется «очисткой» для регенерации насыщенной кислородом колонны. 
Рис. Иллюстрация рабочего процесса подготовки воздуха и генерации азота
Оборудование рабочего процесса:
Чистота азота и требования к всасываемому воздуху
Принцип работы генератора азота
Генераторы азота — промышленное оборудование компактных размеров, предназначенное для образования из атмосферного воздуха концентрированного высокопроцентного азота с частотой до 99, 9999%. Функционирование устройства предусматривает селективное впитывание фильтрующим материалом кислорода из проникающего воздуха за счет короткоцикловой адсорбции без нагрева. Агрегат имеет 2 адсорбера, азотный ресивер и специальные приспособления для управления.
Через фильтр из ресивера для накопления сжатая воздушная масса поступает в 1-й адсорбер. Кислород остается в адсорбенте, а чистый азот транспортируется к ресиверу азотного типа. Работает генератор короткими циклами, длительностью по 60 секунд. Цикличность объясняется тем, что материал является фильтром и ежеминутно осуществляется смена колонн, которые задействуются для прохождения подготовленная воздушная масса. Периодичность циклов (может меняться) зависит от технических особенностей и нужной концентрации. При его функционировании не требуется использовать расходники, а только следует позаботиться об оптимальных эксплуатационных условиях, которые предусматривают температуру воздуха не ниже +5 °C и не выше +40 °C.
Генераторы
и модульные
азотные станции
Особенности работы генератора
Адсорбционное деление воздуха является повторяющимся процессом. Восстановление высокодисперсного материала осуществляется благодаря уменьшению общего давления. Такое действие считается короткоцикловым поглощением.
Метод образования азота базируется на явлениях физического характера:
В виде поглотителя генератора задействуется вещество с твердой структурой и большим количеством пор. Оно предрасположено к впитыванию молекул газов. Отдельно взятый газ обладает определенными физическими свойствами и отличается способностью адсорбционной величиной. Для данных веществ предназначен конкретный материал с хорошими поглощающими способностям. Что касается азота, то для его получения идеально подходят молекулярные сита синтетически-углеродного типа.
Получение азота. Генератор азота, азотная установка адсорбционного типа
Получение азота. Изготовление, сборка, тестирование и испытание генераторов азота (азотных установок) адсорбционного типа
производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Кореи
Компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH на рынке инжиниринговых услуг с 1997 года, официальный дистрибьютор различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию различные генераторы азота, азотные установки.
Общее описание и способы получения азота
Одним из самых известных, распространённых на нашей планете элементов является азот. Его содержание в атмосфере составляет более 78%. Это вещество может быть в связанном состоянии как органическим, так и неорганическим. Соединения азота важны для использования в сельском хозяйстве и промышленности. Каким способом следует получать азот, обусловлено необходимой чистотой данного элемента.
В промышленности получают азот следующими способами:
Такой способ получения азота обеспечивает ежегодное производство многих миллионов тонн азота. Далее азот идёт на последующую переработку для производства аммиака, роль которого в качестве сырья состоит в получении сельскохозяйственных и промышленных соединений, содержащих азот. Чистая азотная атмосфера может быть использована также в случае необходимости полного отсутствия кислорода.
Посредством дистилляции фракций есть возможность получить и «атмосферный азот».
Для получения этого вещества в промышленности широкое применение находят азотные установки, так называемые азотогенераторы, в которых используются различные методы газоразделения. Благодаря наличию новых современных технологий концентрация выпускаемого азота может достигать 10 ppm (99.999%).
Лабораторные условия предполагают получение азота несколькими способами.
1) Самый известный способ его получения это реакция, основанная на разложении нитрита аммония:
Эта реакция протекает экзотермически, в ходе её протекания выделяется 80 ккал и требуется охлаждение ёмкости (сосуда). Однако в начале реакции нитрит аммония необходимо нагреть. При дальнейшем протекании реакции в насыщенный и нагретый раствор сульфата аммония по каплям добавляют раствор нитрита натрия, тоже насыщенный. Происходит реакция обмена, в ходе которой моментально разлагается нитрит аммония. Полученный при этом газ загрязнён оксидом азота, аммиаком и кислородом. От этих примесей он очищается при последовательном пропускании его через растворы сульфата железа, серной кислоты, а также его пропускают над раскалённой медью. Очищенный азот затем осушают.
2) Также можно получить азот лабораторным способом, который состоит в нагревании смеси в пропорции 1:2 по массе, состоящей, соответственно, из сульфата аммония и дихромата калия. Следующие уравнения отображают ход реакции:
3) При помощи разложения азидов металлов можно получить самый чистый азот:
4) Смесь благородных газов с азотом под названием «азот атмосферный» или «воздушный» можно получить путём реакции раскалённого кокса с воздухом:
Получается при этом, как его ещё называют, газ «генераторный» или «воздушный». Это, в принципе, сырьё, применяемое в качестве топлива или для химических синтезов. При поглощении монооксида углерода из этого сырья можно, при необходимости, выделить азот.
5) Следующий лабораторный способ, применяемый для получения азота, состоит в том, что аммиак пропуска над оксидом меди. Делается это при температуре около 700 °C:
Его (аммиак) берут из насыщенного нагреваемого аммиачного раствора. Количество окиси меди должно быть больше расчётного в 2 раза. Делается это непосредственно перед использованием: очищение азота от примесей аммиака и кислорода происходит при пропускании его над медью и оксидом меди (как мы упоминали выше при описании процесса разложения нитрита аммония), а затем его высушивают сухой щёлочью и при помощи серной кислоты (концентрированной). Это весьма медленный процесс, однако, он себя оправдывает: получаемый газ обладает достаточно хорошими показателями по чистоте.
6) А вот чистый азот или «химический» получают в лабораториях при добавлении хлорида аммония NH4Cl (при нагревании и насыщенного раствора) к нитриту натрия NaNO2 (твёрдому):
В зависимости от оснащённости лабораторий оборудованием, в лабораториях можно получать азот посредством его выделения из других веществ в ходе определённых химических реакций или при разложении или распаде последних, например:
1) с взрывом разлагается нитрит аммония (твёрдый):
2) при реакции окисления аммиака получаем:
3) при взаимодействии металла с азотной кислотой в разбавленном виде:
4) азид лития при термическом разложении даёт: