Výroba dusíku pro průmyslové použití
Potřebujete pro svoji technologii čistý dusík? Prozradíme vám něco o způsobech jeho výroby.
Dusík je inertní plyn tvořící 78 % vzduchu. Je nepostradatelný pro tvorbu ochranné atmosféry bránící hrozbě výbuchu, při výrobě integrovaných obvodů či nerezové oceli a také pro balení potravin.
Při zpracování plastů je dusík využíván při jejich svařování v ochranné atmosféře nebo při vstřikování plastů pro tvorbu dutin. V chemické praxi se z něj vyrábí například amoniak, kyselina dusičná, výbušniny a další látky.
Existuje několik způsobů, jak ze vzduchu separovat dusík. Dříve se dusík připravoval vedením vzduchu přes rozžhavený koks nebo uhlí. Tím došlo k přeměně kyslíku na oxid uhličitý, který byl ze směsi odstraněn promýváním ve vodě. Takto vyrobený dusík obsahuje cca 1 % příměsí vzácných plynů.
Další průmyslovou metodou je nízkoteplotní rektifikace kapalného vzduchu. Při postupném ochlazování dojde nejprve k oddělení kapalného CO2. Poté zkapalní směs kyslíku a dusíku, čímž je odděleno plynné helium a další vzácné plyny. Dusík a kyslík jsou od sebe odděleny destilací v rektifikační koloně.
Primárním cílem tohoto postupu je obvykle výroba více žádaného kyslíku, přičemž dusík je spíše odpadní produkt.
My se ale zaměříme na výrobu dusíku ze vzduchu pomocí generátorů. Jsou schopné dosáhnout čistoty 95–99,99 %. Podle principu činnosti je můžeme rozdělit na membránové generátory a PSA.
Membránový generátor dusíku pracuje na principu difuze při průchodu předsušeného a stlačeného vzduchu přes asymetrická dutá vlákna z polymeru. Menší molekuly kyslíku a vzácným plynů projdou přes jeho stěny, zatímco větší molekuly dusíku pokračují dutinou vlákna dál.
Generátory PSA využívají cyklické tlakové adsorpce (Pressure Swing Adsorption – PSA)., při které je suchý stlačený vzduch hnán přes uhlíkové molekulární síto (Carbon Molecular Sieve – CMS). Na sítu jsou adsorbovány menší molekuly kyslíku, dalších plynů a vodní páry, zatímco větší molekuly dusíku jsou vytlačeny do vyrovnávací nádoby.
V případě použití dvou komor přepíná řídicí systém po nasycení první komory na druhou s regenerovaným sítem, a tím je zajištěna kontinuální výroba. Regenerace síta je prováděna prudkým snížením tlaku. Tím se zachycený kyslík a další plyny uvolní a jsou vypuštěny do atmosféry.
V dalším díle této minisérie se zaměříme na to, jaké jsou hlavní přednosti využití generátorů dusíku v praxi zejména vzhledem k efektivitě výroby a čistotě takto vyrobeného dusíku, ale i jak si stojí membránové generátory a PSA při srovnání mezi sebou..
Potřebujete ve své firmě dusík nebo stlačený vzduch? Na základě dlouholetých zkušeností odborníků v AIR Consult CZ s.r.o. a moderních měřících přístrojů vám pomůžeme vybrat nejvhodnější generátor dusíku či kompresor stlačeného vzduchu, navrhnout a zkontrolovat rozvody stlačeného vzduchu, detekovat a změřit úniky v něm, provést revize nebo vyškolit obsluhu. Snižte své náklady na výrobu dusíku a stlačeného vzduchu. Ozvěte se, rádi vám poradíme, jak na to.
