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Geradores de Nitrogênio

Geradores de nitrogênio de membrana

Os geradores de nitrogênio de membrana utilizam membranas semipermeáveis para separar o gás nitrogênio do ar ambiente, fornecendo uma fonte contínua e no local de gás nitrogênio de alta pureza, sem a necessidade de sistemas tradicionais de armazenamento ou fornecimento de nitrogênio.

Como funciona um gerador de nitrogênio

O gerador de nitrogênio por membrana funciona com tecnologia inteligente: utiliza membranas de fibra oca feitas de polímeros especiais que realizam uma separação seletiva dos gases. Quando o ar comprimido passa por essas membranas, elementos como oxigênio, dióxido de carbono e vapor d’água atravessam as paredes da membrana, enquanto o nitrogênio é retido e coletado com alta eficiência.Essa separação acontece graças à diferença nas taxas de permeabilidade de cada gás, permitindo uma geração contínua, prática e eficaz de nitrogênio de alta pureza — diretamente no ponto de uso.

1. Compressão de ar
O processo começa com a compressão do ar ambiente por meio de um compressor de ar. A compressão eleva a pressão do ar, etapa essencial para o processo de separação que vem a seguir. O compressor garante um fornecimento contínuo de ar — a matéria-prima fundamental para a geração de nitrogênio.

 

2. Tratamento do ar
Antes que o ar comprimido seja direcionado ao módulo de membrana, ele precisa passar por um tratamento para remoção de contaminantes. Esse processo inclui a filtragem do ar para eliminar óleo, água e partículas que possam danificar as membranas ou comprometer sua eficiência.Essa etapa de purificação geralmente envolve o uso de filtros coalescentes, filtros de carvão ativado e secadores de ar, garantindo que o ar esteja limpo e seco antes de seguir para a geração de nitrogênio..

3. Separação de membrana
O ar comprimido e tratado é então direcionado para o módulo de membrana, que contém milhares de fibras ocas feitas de polímeros especiais. Essas fibras permitem a permeação seletiva dos gases, com base nas diferentes taxas de permeabilidade de cada um.

 

4. Coleta de nitrogênio
O nitrogênio, agora separado dos demais componentes do ar, é coletado ao sair do módulo de membrana. A pureza do nitrogênio pode ser ajustada controlando a pressão e a vazão do ar comprimido que entra nas membranas. O nitrogênio de alta pureza está então pronto para ser entregue à aplicação final.

Benefícios dos Geradores de Nitrogênio de Membrana

Escolher um gerador de nitrogênio de membrana da Pneumatech traz inúmeras vantagens:

 

1. Custo-Benefício
Custos operacionais mais baixos em comparação com métodos tradicionais de fornecimento de nitrogênio, como cilindros de gás ou tanques de nitrogênio líquido. A avançada tecnologia de membranas garante alta eficiência energética, resultando em menor consumo de energia e redução dos custos operacionais.

 

2. Produção sob demanda
Gerar nitrogênio no local e sob demanda, reduzindo a dependência de fornecedores externos e melhorando a eficiência operacional.

 

3. Compactos e Flexível
Os geradores de membrana são compactos, requerem espaço mínimo e são flexíveis para se adaptar ao aumento das demandas de nitrogênio.

 

4. Baixa manutenção
Menos peças móveis e construção robusta resultam em requisitos mínimos de manutenção e tempo de parada.

 

5.Baixo Nível de Ruído
Geradores de nitrogênio por membrana funcionam de forma silenciosa, proporcionando um ambiente de trabalho mais confortável e menos perturbador — especialmente vantajoso em locais sensíveis ao ruído.

Membrane nitrogen generators

Explicando a permeação seletiva

Como mencionado, os geradores de nitrogênio por membrana utilizam membranas de fibra oca, feitas de polímeros especiais projetados para a permeação seletiva de gases. Essas fibras ocas contêm milhares de pequenos tubos porosos que funcionam como uma barreira seletiva, permitindo a passagem de determinados gases enquanto retêm outros. 

 

Quando o ar comprimido é introduzido no módulo de membrana, gases como oxigênio, dióxido de carbono e vapor d’água permeiam pelas paredes das fibras ocas devido à sua maior permeabilidade. O nitrogênio, que possui permeabilidade menor, permanece dentro das fibras e é coletado como gás produto. Esse processo de permeação seletiva é impulsionado pelas diferenças de pressão parcial e solubilidade, garantindo a separação eficiente e a produção de nitrogênio de alta pureza. 

 

O design das membranas de fibra oca proporciona uma alta relação entre área de superfície e volume, maximizando o contato entre o ar comprimido e a superfície da membrana, o que aumenta a eficiência e a eficácia na geração de nitrogênio.

 

Comparação da geração de nitrogênio por Membrana com a geração de nitrogênio PSA

Ao comparar a geração de nitrogênio por membrana com a geração por Adsorção por Oscilação de Pressão (PSA), surgem várias diferenças importantes. Os geradores de nitrogênio por membrana utilizam a permeação seletiva através de membranas de fibra oca para separar o nitrogênio do ar comprimido, oferecendo uma solução mais compacta, eficiente em termos energéticos e de baixa manutenção. Eles são especialmente indicados para aplicações que requerem níveis de pureza de nitrogênio de até 99,5%. 
 

Em contraste, os geradores PSA utilizam um processo de ciclos alternados de pressão para adsorver e dessorver gases por meio de peneiras moleculares de carbono, podendo alcançar purezas de nitrogênio mais elevadas, de até 99,9995%. No entanto, os sistemas PSA geralmente são mais volumosos, consomem mais energia e exigem uma manutenção mais complexa devido aos ciclos e às partes móveis.Assim, enquanto os geradores PSA são ideais para necessidades de pureza ultra-alta, os geradores de nitrogênio por membrana oferecem uma opção mais compacta e econômica para uma ampla variedade de aplicações industriais.

 

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