Gerador de Nitrogênio - NG NG 7-81

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Gerador de Nitrogênio - NG

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O que é o Nitrogênio ?

Nitrogênio Oxigênio Argônio Hidrogênio Neônio Hélio Kriptônio Xenônio Dióxido de Carbono Gás Volume % 78,08 20,94 0,93 0,0005 0,0019 0,0005 0,0001 0,000008 0,02-0,04

 Gás incolor, inodoro e sem gosto

 Constitui 78% da atmosfera de nosso planeta  Gás inerte

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

Nitrogênio é

- Principalmente usado para retirar:

 OxigênioOxigênio

 Outros gases indesejáveisOutros gases indesejáveis



Eliminando oxigênio no ambiente podemos

- Inibir o crescimento bacteriológico em

 AlimentosAlimentos  BebidasBebidas

 Processos farmacêuticosProcessos farmacêuticos

- Prevenir a oxidação de

 MetaisMetais  PolímerosPolímeros  QuímicosQuímicos

- Reduz fortemente os riscos de combustão espontânea e explosão

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Tecnologias Disponíveis

Cryogênica

PSA

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Distribuição



Tubulação



Caminhão

(cilindros ou tanque)



Na planta

Geração



Criogênica



Criogênica



Criogênica

PSA

Membrana

Tecnologias Disponíveis

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Tecnologia PSA

Por meio da adsorção, o nitrogênio é separado do ar (e

também o oxigênio pelo mesmo princípio) usando um

dessecante especial (CMS) que adsorve o oxigênio

preferêncialmente ao nitrogênio.



Duas Fases:

- ADSORÇÃO:

 Ar a alta pressão flui através do dessecante, moléculas de oxigênio são presas enquanto as moléculas de nitrogênio não são devido ao seu diferente tamanho molecular. O dessecante continua a adsorver oxigênio até o ponto de saturação ser atingido.

-- REGENERAÇÃO:

 A entrada de ar é cortada e o oxigênio pode então sair a baixa pressão para o ambiente. Em uma unidade PSA, normalmente há duas torres conectadas trabalhando juntas para uma produção contínua.

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CMS



Pequenas moléculas de oxigênio presas



Grandes moléculas de nitrogênio não ficam presas

Dessecante Carbono Molecular

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O2 _O2 O2O2 O2 O2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 Pressurizando N2 N2 N2 N2 Despressurizando O2 O2 O2 N2 N2 CMS CMS N2N2 _CMS_CMS N2 N2

Principio da separação de gases por adsorção

Tecnologia PSA

Gás Nitrogênio

Exaustão do Oxigênio Ar comprimido limpo

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Vantagens do PSA

 A mais barata geração de N2 por m³;

 Atinge as mais elevadas purezas para as mais variadas aplicações;

 Menor consumo de ar e menor queda de pressão;

 Fácil instalação, fácil manutenção e sistemas customizados para melhor atender as necessidades do cliente;

 O CMS tem uma vida útil de aproximadamente 15 anos;

 Assim como a membrana, não possui problemas de segurança ou de

manuseamento com grandes volumes de cilindros pressurizados ou perigosos líquidos criogênicos e nem necessita de complicados contratos de fornecimento e seus prolongamentos.

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Aplicações

Enchimento de Pneus

A substituição do ar comprimido pelo nitrogênio para pneus de carros e caminhões é muito interessante. O tamanho das moléculas de oxigênio são bem menores que as moléculas de nitrogênio, vazando assim mais facilmente dos pneus

Ao ser enchido com nitrogênio, o pneu derrapa menos, vaza menos, faz com que o veículo gaste menos combustível e é mais confiável para se guiar.

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Aplicações

Comidas e Bebidas

O armazenamento de comidas é geralmente feito com adição de conservantes, isto não é bom, já que os alimentos perdem credibilidade em seu local de destino. Para as

bebidas, o ideal é que além do armazenamento, a operação de filtragem também seja feita com o nitrogênio.

O nitrogênio é um gás ideal para armazenar (fumigação) e transportar alimentos e

bebidas. Com a quantidade correta de nitrogênio, a respiração dos alimentos diminui e melhora significamente sua vida útil

Grau de Pureza: 97 a 99,5% para processamento de alimentos e 98 a

99,5% para processamento de alimentos

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Aplicações

Moldagem de Plásticos

Para melhorar a qualidade de produtos moldados por injeção e também para aumentar a flexibilidade do design, fabricantes de plástico frequentemente usam o nitrogênio

como um gás auxiliar ao seu tradicional processo

.

A moldagem de plásticos é feita a temperaturas extremamente quentes, o nitrogênio é usado para eliminar o oxigênio que a altas temperaturas tende a reagir com outros materiais. Além disto, a ferramenta que entra em contato com o plástico é geralmente de aço inox, o oxigênio em contato com este materia acabaria oxidando – o.

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Aplicações

Indústrias Petro Químicas

Este segmento de mercado é o maior consumidor de nitrogênio e representa mais de 28% das instalações não criogênicas. Estas aplicações tem a tendência de altas vazões de nitrogênio.

O nitrogênio é usado para Blanketing (inserir nitrogênio em grandes reservatórios / tanques de materiais inflamáveis) , purgas de gases, inertização de potenciais

explosivos com o contato com o oxigênio e limpeza da tubulação conectada aos portos para envio / recebimento de diversos materiais

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Aplicações

Indústria Eletrônica

O controle da oxidação de metal no ambiente para montagem elétrica é extremamente importante. Este processo é feito a altíssimas temperaturas, este é o motivo do uso do nitrogênio, ja que nestas condições o oxigênio tende a reagir com outros materiais.

É também usado em processos de solda e também em processos com feixe eletrônico de laser como um gás inerte e de resfriamento para controlar a temperatura na

presença de 21% de O2 na atmosfera que nos cerca.

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Aplicações

Corte a Laser

Muitos lasers industriais precisam de nitrogênio como um gás auxiliar para ajudar no processamento dos materiais. O processo de corte a laser usa um feixe de laser para derreter ou alterar quimicamente o material a ser cortado.

Por se tratar de um processo feito a temperaturas muito quentes, o nitrogênio é usado em subsitituição do oxigênio que poderia reagir e oxidar outros materiais.

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Aplicações

Tratamento de Metal

Frequentemente, nitrogênio é usado para purgar fornos de tratamento térmico e inertizar materias para solda, prevenindo a oxidação da superfície do metal e minimizando a geração de impurezas

Em adição, nitrogênio é inserido nas fornalhas ocupando o lugar do oxigênio pelo fato de o oxigênio ter a tendência de reagir com certos metais a altas temperaturas.

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Aplicações

Indústria Farmacêutica

Em aplicações farmacêuticas, o nitrogênio é usado para eliminar o oxigênio prevenindo combustão de químicos e finos e para remoção de gases reativos ao processo.

Muitos materiais reagem e se tornam instáveis em ambientes tendo até as mais baixas concentrações de oxigênio

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Aplicações

Militar

Nitrogênio é geralmente usado como um gás de alta pressão em cilindros pneumáticos / hidráulicos para mover equipamento de aviação e também para armazenamento de

tanques de gasolina de aviões e navios purgando o oxigênio para que não haja chances de explosão.

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Atlas Copco NGx

Visual do Produto

NG 7 a NG 15

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Solução Completa

1. Compressor de ar, tipo parafuso lubrificado, rotativo, resfriado a ar com secador de ar comprimido por refrigeração integrado

2. Reservatório de ar comprimido

3. Filtro coalescente para proteção geral 4. Filtro coalescente de alta eficiência

5. Filtro de carvão ativado para remoção de vapor de óleo (QDT) 6. Gerador de nitrogênio

7. Reservatório de nitrogênio

Fluxograma básico do sistema de geração de nitrogênio

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Sensores de pressão Regulador da pressão de admissão Válvula de segurança Analisador de oxigênio Válvula de regulagem do fluxo Silenciador de purga Painel eletrônico cUL aprovado Regulador de pressão na saída do N2 Orientador para válvulas pneumáticas

Atlas Copco NGx

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Atlas Copco NGx

1- Analisador de oxigênio

2- Válvulas pneumáticas de admissão de ar 3- Silenciador de purga

4- Válvula de retenção

5- Regulador de pressão do ar de admissão 6- Válvula de segurança

7- Válvulas de retenção 8- Silenciadores

9- Válvulas pneumáticas de descarga

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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Atlas Copco NGx

Silenciador de purga

Válvula de retenção Painel eletrônico cUL

aprovado Orientador para válvulas pneumáticas Analisador de oxigênio Válvulas pneumáticas de admissão do ar Válvula de segurança Regulador da pressão de admissão

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Atlas Copco NGx

Válvulas de retenção

Silenciadores

Ligação para cabo de alimentação Fusível

Sinal sonoro de alarme Controle remoto

Relé do alarme

Válvulas pneumáticas

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Atlas Copco NGx



Painel eletrônico pode controlar até 3

torres.

- Disponível para todos os medelos de 7 a 81 - Voltangens: 115 V & 230 V, 50 & 60 Hz



Principais funções:

- Indicador de pureza

- Indicador de oxigênio e alarme

- Indicador da pressão de saída e alarme - Pedido automático para manutenção

 Componentes do geradorComponentes do gerador  Elementos de filtrosElementos de filtros

Pressão do ar de admissão

Painel de controle e Display

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Dados Técnicos

Modelo Pureza (%) Capacidade N2 (Nm³/h) Demanda de ar (Nm³/h)

99,999 1,3 15,6 99,990 2,5 17,5 99,900 4,7 23,5 99,500 7,5 28,5 99,000 9,0 27,0 98,000 12,0 33,6 97,000 14,0 35,0

99,999 1,7 20,4 99,990 3,3 23,1 99,900 6,0 30,0 99,500 10,0 38,0 99,000 13,0 39,0 98,000 16,0 44,8 97,000 18,0 45,0

99,999 2,0 24,0 99,990 4,0 28,0 99,900 8,0 40,0 99,500 12,5 47,5 99,000 16,0 48,0 98,000 20,0 56,0 97,000 23,0 57,5

99,999 3,0 36,0 99,990 5,0 35,0 99,900 9,0 45,0 99,500 15,0 57,0 99,000 19,0 57,0 98,000 24,0 67,2 97,000 27,0 67,5 NG 15 NG 7 NG 10 NG 12

99,999 5,4 64,8 99,990 9,0 63,0 99,900 16,3 81,5 99,500 27,0 102,6 99,000 34,2 102,6 98,000 43,2 121,0

99,999 10,8 129,6 99,990 18,0 126,0 99,900 32,5 162,5 99,500 54,0 205,2 99,000 68,4 205,2 98,000 86,4 241,9

99,999 16,2 194,4 99,990 27,0 189,0 99,900 48,8 244,0 99,500 81,0 307,8 99,000 102,5 307,5 98,000 129,6 362,9 NG 27 NG 54 NG 81

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NG 7 NG 10 NG 12 NG 15 NG 27 NG 54 NG 81 Nm3 _/ h 1.3 1.7 2.0 3.0 5.4 10.8 16.2 Scfh 45.9 60.0 70.6 105.9 190.7 381.3 572.0 Nm3_{/ h} 2.5 3.3 4.0 5.0 9.0 18.0 27.0 Scfh 88.3 116.5 141.2 176.6 317.8 635.6 953.4 Nm3_{/ h} 4.7 6.0 8.0 9.0 16.3 32.5 48.8 Scfh 166.0 211.9 282.5 317.8 575.6 1147.6 1723.1 Nm3_{/ h} 7.5 10 12.5 15.0 27.0 54.0 81.0 Scfh 264.9 353.1 441.4 529.7 953.5 1907.0 2860.5 Nm3_{/ h} 9.0 13.0 16.0 19.0 34.0 68.4 102.5 Scfh 317.8 459.0 565.0 670.9 1200.5 2415.2 3619.0 Nm3_{/ h} 12.0 16.0 20.0 24.0 43.2 86.0 129.6 Scfh 423.7 565.0 706.2 847.4 1525.4 3036.7 4576.0 Nm3_{/ h} 14.0 18.0 23.0 27.0 Scfh 494.3 635.6 812.1 953.4 99.999% 99.990% 99.900% 99.500% 99.000% 98% 97%

Modelo Vazão de saída do gás Nitrogênio na pureza indicada*

NG: Dados Técnicos

 Nome do produto = “NG x” onde “x” = “Vazão de N₂” (m3/h) a pureza de 99.5%*

 Para alcançar o fluxo desejado o NGx pode ser usado em paralelo, exemplo:

− 108 m3/h a 99,5% = 2 x NG 54

* Temperatura ambiente 20°C, pressão de entrada do ar 8,5 bar.

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NG – Condições de referência e limitações

Condições de referência

Pressão de ar na admissão NG Pressão de saída do nitrogênio Temperatura do CMS Qualidade de ar requerida 8,5 bar 6 bar 20° C ISO 8573-1 class 1-4-1 123 psi 87 psi 68° F ISO 8573-1 class 1-4-1 Fatores de correção para temperatura

55 63 70 77 85 92 50/122 45/113 40/104 35/95 30/86 25/77 100 100 100 85 20/68 15/59 10/50 5/41 Temperatura do ar (°C/°F) Performance (%) 163 144 11,5/167 Pressão do ar (bar/psi) Performance (%) 76 87 100 113 128 10,5/152 9,5/138 8,5/123 7,5/109 6,5/94 12,5/181

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N2gen Website

 http://www.n2gen.com/

 Um website desenvolvido pela Atlas Copco UK contendo

informações referentes ao gás nitrogênio

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 Características:

- Menor tempo de obtenção da pureza requisitada no reservatório de N2; - Reservatórios em alumínio;

- Sistema de arranjo modular – permite a flexibilidade de utilizar vários NG’s em paralelo;

- Confiável e economicamente viável, menor custo por m³ de N2.

 Benefícios:

- Total autonomia sem interrupção 24h / dia e 365 dias / ano; - Sem custos adicionais como transporte ou aluguel;

- Manutenção mínima, baixo custo e intervalo: 8.000h (para purezas de: 97%-98%-99%-99.5%- 99.9%) e de 4.000h (para purezas de: 99.99% e 99.999%);

- Nitrogênio fornecido como “água de torneira”, quando e como requisitado.

Característica / Benefícios exclusivos…

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Tempo de troca dos consumíveis…

ATLAS COPCO NGx

Componente Qtidade Freq.

Kit de serviço %* 1 8000 h

Kit de serviço ppm** 1 4000 h

O CMS tem uma vida útil de aproximadamente 15 anos!

A vida útil do CMS está vinculada à correta proteção do mesmo contra umidade e contaminantes. Um sistema apropriado de secagem e filtragem do ar de admissão é mandatório para a durabilidade informada.

Referência ISO8573-1 classe 1.4.1 ou superior.

*O "kit de serviço %" é composto de: Analisador de O2 escala máx. 5% + Cartucho do silenciador, utilizado para purezas de: 97%-98%-99%-99.5%- 99.9%;

**O "kit de serviço ppm" é composto de: Analisador de O2 escala máx. 500ppm + Cartucho do silenciador, utilizado para purezas de: 99.99% e 99.999%.

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Ex.: 10barg

Ex.: 10,5barg

ATLAS COPCO NGx

O reservatório de N2 líquido funciona como uma garrafa térmica e é constituído por um reservatório interno em aço inoxidável e um externo em aço carbono, separados por um poderoso isolante térmico.

O N2 permanece no estado líqüido a uma temperatura de -196°C. O ambiente

externo troca calor constantemente,

fazendo com que o N2 aqueça, evapore e aumentando a pressão interna.

No exemplo ao lado, o projeto do

reservatório é para 10barg e a válvula abre com 10,5barg, isto significa que, em

situações onde o consumo de N2 diminui, a pressão interna do vaso aumenta, gerando uma purga pela válvula de segurança! NOTA: O cliente paga pela reposição do volume antes do uso, ou seja, paga pela purga também!!!

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Ferramenta de dimensionamento…

…e Abordagem!!!!!

ATLAS COPCO NGx

 ROTEIRO DE PERGUNTAS PARA UMA ANÁLISE BEM SUCEDIDA

 Qual o volume mensal de N2 consumido?

 Qual o valor do m³ do N2, incluindo frete, impostos, locação, horas técnicas e custo operacional?

 Qual o valor do kWh?

 Quantas horas por mês o nitrogênio é consumido?

 Qual a pressão mínima comum requerida de N2?

 Qual a pureza mínima requerida de N2? (Não a que é comprada, mas a necessária!!! – vide tabela de aplicações)

 Qual o consumo máximo de N2? (lembrem-se que o NG produz N2 instantaneamente!)

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Nosso compromisso é aumentar

sua produtividade através da

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