¿Dónde se usa el nitrógeno? En muchas aplicaciones, el oxígeno es el enemigo. El oxígeno puede arruinar la comida, deteriorar el caucho y oxidar el acero. La mejor manera de combatir los efectos negativos del oxígeno es reemplazarlo con nitrógeno. Después de todo, el aire que nos rodea tiene una composición con un 78% de nitrógeno. A continuación, incluimos algunos ejemplos de por qué el nitrógeno es esencial para numerosas aplicaciones.
Envasado de productos alimentarios
Extraer oxígeno de los procesos de envasado de alimentos prolonga la vida útil del producto, evitando la aparición de moho, el ingreso de humedad y la infestación con insectos.
Elaboración de cerveza y vino
Además de prolongar la vida útil, el nitrógeno también ayuda en la elaboración de cerveza y vino al proporcionar una atmósfera inerte durante las operaciones de fermentación y filtrado.
Procesamiento de productos químicos
El nitrógeno se utiliza para impulsar líquidos a través de tuberías, fabricar amoniaco y eliminar el oxígeno de los procesos químicos en los cuales el oxígeno podría provocar un riesgo contra la seguridad.
Fabricación de metales
La oxidación es un gran adversario en los procesos de corte por plasma y láser. Al introducir el nitrógeno en el proceso, es posible quitar los bordes oxidados y eliminar los pasos adicionales que estos generan.
Refinado de petróleo
El nitrógeno se utiliza para mantener la presión en los depósitos de aceite y gas, para inertizar tanques de almacenamiento y para cargar y descargar productos. También ayuda en el refinado de petróleo al remover los componentes orgánicos volátiles (VOC) de los sistemas de gestión de residuos.
Productos farmacéuticos
Tanto en el envasado, el transvase de mezclas o la supresión de incendios, el nitrógeno juega un papel esencial en la industria farmacéutica.
Una alternativa al nitrógeno embotellado
En la página anterior, analizamos la importancia del nitrógeno en numerosas aplicaciones. Hace un tiempo, los usuarios de nitrógeno en estas industrias no tenían otra opción más que adquirir el nitrógeno embotellado de proveedores que podían cobrarles prácticamente cuanto quisieran. Dependiendo del volumen consumido, el tipo de nitrógeno y la ubicación, los usuarios finales podían pagar hasta $2,50 o más por 100 pies cúbicos de nitrógeno. Además del precio básico, hay muchos otros costos asociados con el nitrógeno embotellado que deben tenerse en cuenta:
- Costos de envío
- Gastos de renta de tanques y cilindros
- Pérdidas por evaporación a granel
- Costos de mano de obra para adquisición y manipulación
- Seguro de responsabilidad legal
El monopolio del nitrógeno líquido de miles de millones de dólares fue dado vuelta con la introducción de los generadores de nitrógeno. Los generadores de nitrógeno pueden producir la misma calidad de nitrógeno por tan solo de $0,13 a $0,32 por 100 pies cúbicos. Incluso el nivel de $0,32 representa un ahorro del 88% en comparación con el nitrógeno embotellado. Es fácil ver por qué el sistema de generación de nitrógeno típico ofrece un retorno de la inversión (ROI) en solo de 6 a 18 meses.
Comparación de costos detallada
Cuando incorpora un generador de nitrógeno en su planta, usted asume nuevos gastos, es decir la energía y el mantenimiento del equipo que se utiliza para operar el generador. Los cuadros de la izquierda comparan los gastos totales del nitrógeno entregado versus el nitrógeno generado. Incluso si consideramos los costos de energía y mantenimiento, la elección es obvia. Digamos que un cliente utiliza 1 millón de pies cúbicos de nitrógeno y tiene un costo de electricidad de $0,12 por kW/h. Sus ahorros anuales serían de más de $24.000 en comparación con el gas nitrógeno embotellado y más de $8.000 en comparación con el nitrógeno líquido embotellado. Incluso en comparación con el líquido a granel, de todos modos, existe una oportunidad de ahorro anual que supera los $4.000.
Beneficios más allá del ahorro en los costos
Confiabilidad Si el nitrógeno se utiliza en procesos, entones una entrega que no llega a tiempo seguramente interrumpirá su operación. Los generadores de nitrógeno pueden funcionar y suministrar nitrógeno las 24 horas del día. Los generadores de nitrógeno no cierran debido a condiciones climáticas adversas o cuando su proveedor de nitrógeno embotellado comete un error administrativo.
Impacto medioambiental
Entre la electricidad consumida por una planta de separación criogénica y el proceso de transporte de nitrógeno embotellado, la huella medioambiental de un sistema de generación de nitrógeno en la planta es muy pequeña al hacer una comparación.
Pureza del nitrógeno
Los embotelladores de nitrógeno pueden aducir que los generadores de nitrógeno no pueden alcanzar los niveles de pureza del nitrógeno embotellado. Los generadores de nitrógeno pueden proporcionar una pureza de hasta el 99,999%. Hay muy pocos casos en los cuales se pueda requerir un nivel de nitrógeno más puro. Tenga en cuenta que cuanto mayor sea el nivel de pureza, más puede cobrarle el embotellador. Si su aplicación puede funcionar con un nivel de pureza menor, su costo de funcionamiento se reducirá significativamente.
Seguridad
Seguridad El nitrógeno embotellado se almacena a 2.200 PSI y el nitrógeno líquido se almacena a -320° F (-196° C.) Ambos pueden aumentar dramáticamente el costo del seguro de responsabilidad legal de su aplicación. Los generadores de nitrógeno no aumentan las responsabilidades de su compañía más allá de un compresor de aire.
Generadores de nitrógeno GDN2: Rendimiento total
Con un retorno de la inversión (ROI) típico de 18 meses o menos, es fácil ver por qué su aplicación está en desventaja si continúa comprando nitrógeno embotellado en vez de incorporar un generador de nitrógeno en su empresa. Sin embargo, con una serie de alternativas de generadores de nitrógeno en el mercado, ¿por qué debería invertir en un sistema de GDN2 de Gardner Denver? Adsorción por cambios de presión versus membrana La Serie GDN2 de generadores de nitrógeno de Gardner Denver utiliza tecnología de Adsorción por cambios de presión (PSA). En las siguientes páginas, analizaremos qué es la tecnología PSA y cómo funciona GDN2. Los generadores de membrana son tecnología desactualizada con niveles limitados de capacidad y pureza. En cambio, una unidad PSA puede alcanzar niveles de pureza del 99,999%, mientras que las unidades de membrana tienen un umbral de aproximadamente el 95%. Hecho en los Estados Unidos Cada unidad GDN2 está Hecha en los Estados Unidos en el sudoeste de Michigan. Además de garantizar un producto de calidad, esta ubicación garantiza una rápida entrega de todos los pedidos de generadores de nitrógeno. La serie GDN2 también posee respaldo en distintas ubicaciones estadounidenses. Por lo tanto, sin importar dónde se encuentre usted, contará con una disponibilidad superior para partes de repuesto y servicio. Componentes de calidad Los generadores de nitrógeno de calidad se logran a partir de componentes de calidad. Desde su fundación en 1859, Gardner Denver ha demostrado una y otra vez que todos nuestros productos están fabricados con los mejores componentes. Todos los componentes de un generador GDN2 han sido probados y han demostrado ser de calidad superior. Diseño simple Se requiere tiempo, esfuerzo y atención a los detalles para fabricar un generador de nitrógeno simplificado. La Serie GDN2 dispone los componentes de una manera que minimiza el espacio que ocupa el sistema y la cantidad de tubos de interconexión. Al colocar el generador de nitrógeno, los tanques de almacenamiento, el secador y los filtros en una unidad montada en base, la Serie GDN2 ocupa menos espacio y es fácil de instalar.
Funcionamiento del sistema GDN2
Los generadores de nitrógeno GDN2 tienen dos cámaras de adsorción que están llenas de Criba por acción molecular de carbono (CMS). Este material separa el oxígeno y el nitrógeno adsorbiendo el oxígeno del flujo de aire comprimido y dejando pasar el nitrógeno.
PASO 1
El aire comprimido se dirige a la cámara de adsorción derecha donde la CMS puede efectuar el proceso de separación. Esto genera un nivel de nitrógeno de alta pureza que sale de la cámara y se almacena en el tanque de almacenamiento de nitrógeno. Simultáneamente a esto, la cámara de adsorción izquierda se despresuriza hacia la atmósfera, permitiendo que la CMS libere cualquier cantidad de oxígeno que haya adsorbido previamente a este paso.
PASO 2
Justo antes de que finalice el Paso 1, la válvula de escape en la cámara izquierda se cierra y las válvulas equilibradoras (BV) se abren para balancear los niveles de presión presentes entre los dos tanques de adsorción.
PASO 3
Este paso es el inverso al Paso 1. El aire comprimido se dirige a la cámara izquierda mientras que la cámara derecha puede liberar cualquier cantidad de oxígeno a la atmósfera.
PASO 4
Este proceso cíclico (conocido como Adsorción por cambios de presión o PSA) continúa permitiendo que el generador GDN2 produzca un flujo uniforme de nitrógeno de alta pureza.
CRIBA POR ACCIÓN MOLECULAR DE CARBONO
Ambas cámaras de adsorción están llenas de un adsorbente sin polaridad que se conoce como Criba por acción molecular de carbono (CMS). Cuando funciona con las condiciones acordes al diseño, y con protección contra la contaminación, la CMS tiene una vida útil de servicio que supera los 10 años.
