Funktionsweise eines Stickstoffgenerators: PSA vs. Membrantrenntechnologie

Die Verwendung von Stickstoffgas ist zur Standardmethode zur Korrosionsverhinderung in Trockenrohr- und vorgesteuerten Feuerlöschsprinklersystemen geworden.

Durch die Eliminierung des Vorhandenseins von Sauerstoff in den Systemrohren werden Korrosion und Ablagerungen minimiert. Dies trägt dazu bei, das Risiko von Lecks zu verringern und die Bildung von störendem Material zu verhindern, wodurch sichergestellt wird, dass das System im Brandfall ordnungsgemäß funktioniert.

Während in einigen kleinen Systemen Stickstoffflaschen als Stickstoffquelle verwendet wurden, schränkt die Notwendigkeit, die Flaschen häufig auszutauschen, und das Risiko von Fehlauslösungen aufgrund von Verlust des Druckhaltegases die Wirksamkeit dieses Ansatzes ein. Vielmehr hat sich die Installation von Stickstoffgeneratoren als permanente Stickstoffquelle sowohl bei Neu- als auch bei Bestandsanlagen zur bevorzugten Methode entwickelt.

Wenn es darum gehtStickstofferzeugungstechnologie,Es gibt zwei Hauptmethoden zur Produktion von Stickstoffgas vor Ort: Stickstofftrennmembranen und Druckwechseladsorption (PSA).

Während jeder Ansatz seine Vor- und Nachteile hat, machen die membranbasierten Generatoren von ECS aufgrund mehrerer wichtiger Vorteile die ideale Wahl für die Sprinklerindustrie:

- Keine Lufttrockner mit spezieller Zuluftfiltration erforderlich
- Geringeres Gewicht, kleinere installierte Stellfläche
- Einfache Wartung/Reparatur
- Stellen Sie branchenüblichen Stickstoff mit 98 % bereit

Um die Hauptunterschiede zwischen den beiden Generatortypen besser zu verstehen, müssen Sie zunächst verstehen, wie sie Stickstoff produzieren. Obwohl beide Arten von Generatoren hochreines Stickstoffgas aus Druckluft erzeugen, tun sie dies auf zwei deutlich unterschiedliche Arten, was einen großen Einfluss auf die Art und Weise hat, wie sie konstruiert und gewartet werden.

Das Herzstück eines Stickstoffgenerators, der die Membrantrenntechnik nutzt, ist, wenig überraschend, die Trennmembran. Die Membran besteht aus Tausenden von Hohlfasern, durch die Druckluft geleitet wird. Die Wände jeder Faser sind für Gasmoleküle durchlässig, einige Gase können jedoch leichter passieren als andere. Diese „schnellen“ Gase, darunter Sauerstoff, CO2 und Wasserdampf, passieren die Faserwände und werden in die Atmosphäre abgegeben. Das „langsame“ Gas Stickstoff durchdringt die Faserwand viel langsamer und erzeugt am Membranauslass einen hochreinen Stickstoffstrom. Es gibt keine beweglichen Teile an der Membran. Die einfache Steuerung des Drucks und der Durchflussrate der Druckluft durch die Membran führt zu einer hochreinen Stickstoffproduktion.

Atmosphärische Luft besteht zu 78 % aus Stickstoff und der PSA-Prozess nutzt CMS, um diesen Stickstoff aus der Luft zu extrahieren.

Der PSA-Prozess besteht aus zwei Behältern, die mit Kohlenstoff-Molekularsieben und aktiviertem Aluminiumoxid gefüllt sind.

Durch einen Behälter wird saubere Druckluft geleitet und als Produktgas entsteht reiner Stickstoff.

Das Abgas (Sauerstoff) wird in die Atmosphäre abgelassen. Nach einer kurzen Erzeugungsdauer und bei Sättigung des Molekularsiebbetts schaltet der Prozess die Stickstofferzeugung durch automatische Ventile auf das andere Bett um, während das gesättigte Bett durch Druckentlastung und Spülung auf Atmosphärendruck regeneriert werden kann.

Somit arbeiten zwei Behälter abwechselnd in der Stickstoffproduktion und -regeneration, um sicherzustellen, dass Ihrem Prozess kontinuierlich Stickstoffgas zur Verfügung steht.

Benötige ich einen Lufttrockner oder einen anderen speziellen Filter für meine Luftversorgung?

Membrantrennung:Jeder Generator verfügt über eine Inline-Filtration, um Partikel, flüssiges Wasser und mitgeführte Kohlenwasserstoffe aus dem Luftstrom zu entfernen, bevor dieser in die Trennmembran gelangt. Die von ECS verwendeten Membranen von Air Products sind darauf ausgelegt, Wasserdampf herauszufiltern, sodass kein Kühl- oder Adsorptionstrockner vor dem Gerät erforderlich ist.

Druckwechseladsorption (PSA):PSA-Einheiten verfügen in der Regel auch über eine Inline-Filterung von Partikeln und übertragenen{{1}Kohlenwasserstoffen in ihrer Quellluftleitung, um das CMS-Material zu schützen. Im Gegensatz zu den PRISM®-Membranen von Air Products kann das CMS-Material in PSA-Einheiten jedoch durch Wasser/Wasserdampf in der Gasquelle beeinträchtigt werden. Auch Wasserdampf würde vom CMS-Material adsorbiert, was die Effizienz des Trennprozesses verringern und zu Stickstoff mit geringerer Reinheit führen würde.

Darüber hinaus kann das CMS-Material durch verschlepptes Wasser oder Kondensation in den Adsorptionstanks beschädigt werden. Flüssiges Wasser kann zur Kanalisierung des CMS-Materials führen, was zu einem unzureichenden Luftstrom durch das Bett und einer verringerten Produktion führt. In manchen Fällen kann das CMS irreparabel beschädigt werden und einen vollständigen Austausch erfordern. Aus diesem Grund benötigen PSA-Generatoren immer einen gekühlten Lufttrockner im Einlassgasstrom, was zu einer weiteren potenziellen Fehlerquelle und einem erhöhten Stromverbrauch führt.

Gibt es Unterschiede in Größe/Gewicht/Fußabdruck der beiden Methoden der Stickstofferzeugung?

Membrantrennung:Da die Membrantrenntechnik so wenige bewegliche Teile erfordert, konnte ECS seine Systeme so konstruieren, dass sie den kleinsten Platzbedarf aller derzeit auf dem Markt erhältlichen Stickstoffgeneratoren haben. Darüber hinaus verwendet ECS eine Füll- und Spülmethode, um die Sprinkleranlagen zu inertisieren, wodurch die Notwendigkeit eines Stickstoffspeichers/Puffertanks entfällt, der Platzbedarf der Geräte weiter reduziert wird und erhebliche Einsparungen sowie Material- und Arbeitskosten bei der Installation erzielt werden.

Druckwechseladsorption (PSA):Die für den PSA-Ansatz erforderlichen zusätzlichen Steuerungen, Ventile, Adsorptionsbetten, Kühltrockner und Stickstoffpuffertanks führen zu deutlich schwereren und sperrigeren Geräten. Dies führt zu höheren Installationskosten und einem größeren Platzbedarf am Einbauort.

Wie hoch ist die voraussichtliche Lebensdauer der Ausrüstung und wie hoch sind die daraus resultierenden Reparaturkosten?

Membrantrennung:Wie bei jedem anderen verkauften Produkt gibt es auch bei Stickstoffmembranen mehrere Hersteller, von denen einige ein hochwertiges-Produkt und andere eine preiswerte Option herstellen. Seit seiner Gründung verwendet ECS PRISM®-Membranen von Air Products, die die höchste Qualität der verfügbaren Technologie darstellen. Air Products hat in den 1970er Jahren die Stickstoffmembran-Trenntechnologie erfunden und sie seitdem kontinuierlich verbessert.

Derzeit sind ihre Membranen für eine Lebenserwartung von zwanzig (20) Jahren bei einer Einschaltdauer von 100 % ausgelegt (in der Brandschutzindustrie verwenden wir die Membranen bei einer Einschaltdauer von maximal 10 %). Die Kosten für den Austausch einer Membran betragen höchstens 25 % der Kosten des Stickstoffgenerators. Darüber hinaus ist der Arbeitsaufwand für den Austausch einer Stickstoffmembran vor Ort minimal und kann von einem Sprinkleranlageninstallateur innerhalb einer Stunde durchgeführt werden, um die Einheit wieder in Betrieb zu nehmen und das Brandschutzsystem wieder in Betrieb zu nehmen.

Druckwechseladsorption (PSA):Die meisten PSA-Hersteller geben an, dass das CMS-Material bei ordnungsgemäßer Wartung und Luftfilterung eine typische Lebensdauer von 20+ Jahren hat. Es ist jedoch unklar, ob der Austausch des CMS durch Personal vor Ort durchgeführt werden kann oder ob für den Austausch ein Vertreter des Herstellers erforderlich ist. Die Arbeiten würden die Demontage der beiden Adsorptionssäulen, die Entfernung des alten CMS-Materials und das Neupacken der Säulen gemäß den ursprünglichen Spezifikationen mit neuem CMS-Material umfassen.

Die neu gepackten Säulen müssten dann getestet werden, um sicherzustellen, dass eine ordnungsgemäße Gastrennung erfolgt. Dies ist ein arbeitsintensiver Vorgang, der durchgeführt werden muss, während das Gerät außer Betrieb ist. Dies führt zum Verlust von Überwachungsgas an die Trocken- und vorgesteuerten Feuerlöschsprinklersysteme. Zusätzlich zum CMS-Material führt die zusätzliche Komplexität von PSA-Generatoren zu weiteren Fehlerquellen in der Ausrüstung, sowohl bei der Steuerausrüstung als auch bei den automatischen Ventilen, die den Fluss zwischen den beiden Adsorptionssäulen umschalten. Jeder Ausfall dieser Komponenten würde zur Außerbetriebnahme des Systems führen.

Gibt es einen Unterschied in der Produktionsrate oder der Gasreinheit zwischen den beiden Arten von Stickstoffgeneratoren?

Stickstofftrennmembranen können normalerweise Stickstoff mit Reinheiten von bis zu 99,5 % produzieren, während PSA-Stickstoffgeneratoren Reinheiten von bis zu 99,9995 % erreichen können. Realistisch gesehen hat der Unterschied in der potenziellen Reinheit zwischen den beiden in der Feuerlöschsprinklerindustrie keine Bedeutung, wo eine Stickstoffreinheit von 98 % zum branchenweiten Standard für den Korrosionsschutz geworden ist.

Wie bei Luftkompressoren gibt es auch bei Stickstoffgeneratoren eine Vielzahl von Modellen mit unterschiedlichen Stickstoffproduktionsraten. ECS verfügt über eine Reihe von acht (8) Stickstoffgeneratoren für ein breites Anwendungsspektrum, von einem einzelnen kleinen Trockenrohrsystem bis hin zu einer durch 25+-Systeme geschützten Anlage, die alle von einem einzigen Stickstoffgenerator gespeist werden. ECS berücksichtigt bei der Dimensionierung seiner Generatoren sowohl die gemäß NFPA 13 als auch NFPA 25 zulässigen Leckraten, um sicherzustellen, dass sie stets mit der Systemnachfrage Schritt halten.

Fordern Sie ein Angebot an

Neben PSA-Stickstoffgeneratoren produzieren wir auch VPSA-Sauerstoffgeneratoren, PSA-Sauerstoffgeneratoren, Lagertanks, Wärmetauscher und andere Produkte. Wenn Sie Interesse an PSA-Stickstoffsystemen oder anderen Produkten haben, senden Sie bitte eine E-Mail ansales@gneeheatex.com. Wir sind sehr gerne für Sie da.

FAQ

Was ist ein PSA-Stickstoffgenerator?

PSA steht für Druckwechseladsorption. Dabei handelt es sich um eine Technologie, mit der Stickstoff oder Sauerstoff für professionelle Zwecke erzeugt werden kann. Zunächst befindet sich Tank A in der Adsorptionsphase, während Tank B regeneriert. In der zweiten Stufe gleichen beide Gefäße den Druck aus, um den Wechsel vorzubereiten.

Wer ist der Hersteller des PSA-Stickstoffgenerators?

GNEE ist ein chinesischer Hersteller von PSA-Stickstoffgasanlagen. Willkommen bei GNEE. GNEE ist Chinas Hersteller von hochwertigen On-{3}PSA-Stickstoffgasgeneratoranlagen.

Was ist der Unterschied zwischen PSA und Membran-Stickstoffgenerator?

Die Membrantechnologie ist ideal für Anwendungen mit geringer Reinheit, während die PSA-Technologie Stickstoff mit höherer Reinheit erzeugen kann. Beide Technologien bieten kostengünstige und zuverlässige Lösungen für die Stickstofferzeugung in verschiedenen Branchen.

Was ist PSA bei der Vergasung?

Druckwechseladsorption (PSA) ist eine vollständig entwickelte und kommerzialisierte Technologie zur Gastrennung, die aus der selektiven Adsorption eines Gases in einem Adsorptionsmaterial besteht. Dieses Material hat die Fähigkeit, das Gas je nach Betriebsdruck selektiv zu adsorbieren und zu desorbieren.

Was ist das Wirkprinzip von PSA?

Das Prinzip der Druckwechseladsorptionstechnologie (PSA).
Bei der Druckwechseladsorption adsorbieren spezielle Adsorptionsmaterialien die Gasmoleküle wie Sauerstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf und andere Gase unter hohem Druck mit Ausnahme von Stickstoff

Wie hoch ist die Lebensdauer eines Stickstoffgenerators?

PSA-Stickstoffgeneratoren sind in der Regel auf einen Gerätelebenszyklus von 20 bis 25 Jahren ausgelegt. Membran-Stickstoffgeneratoren haben zudem eine lange Lebensdauer. Die Membranen einiger Hersteller können bis zu 15 Jahre halten, bevor ein Austausch erforderlich ist.

Was ist ein PSA-Generator?

PSA steht für Druckwechseladsorption. Dabei handelt es sich um eine Technologie, mit der Stickstoff oder Sauerstoff für professionelle Zwecke erzeugt werden kann. Zunächst befindet sich Tank A in der Adsorptionsphase, während Tank B regeneriert. In der zweiten Stufe gleichen beide Gefäße den Druck aus, um den Wechsel vorzubereiten.

Wie funktioniert das PSA-System?

Das Druckwechseladsorptionsverfahren (PSA) basiert auf dem Phänomen, dass Gase unter hohem Druck dazu neigen, an festen Oberflächen festzuhalten, also „adsorbiert“ zu werden. Je höher der Druck, desto mehr Gas wird adsorbiert. Wenn der Druck abfällt, wird das Gas freigesetzt bzw. desorbiert.