Atmosferik hava ortamında %78 oranında azot gazı bulunmaktadır. Medikal, ilaç, metal, kimya sanayi, plastik, elektronik vb. birçok endüstriyel uygulamalarda çeşitli saflıklarda kullanılan endüstriyel gaz çeşitleri arasında en önemlilerinden biri azot gazıdır. Müşterilerin taleplerine istinaden yerinde azot gazı üretimi azot jeneratörleri ile mümkün olmaktadır.
Azotu havadaki diğer gaz molekülleri (oksijen, su buharı vb.), kontamine edici partiküller veya yağ moleküllerinden ayırmak için üç temel yöntem bulunmaktadır. Bunlar; basınç salınımlı adsorpsiyon (PSA), membran ve kriyojenik proseslerdir. Kriyojenik olarak üretilen azot, kriyojenik tanklarda depolanmaktadır. Depolamanın ardından tankerlerle veya basınçlandırılarak tüplerle taşınır. Bu işlem esnasında kayıp oluşma riski fazladır ve maliyetleri yüksektir.
Membran tip azot jeneratörlerinde azot ve oksijeni ayrıştırmak için yarı geçirgen fiberler kullanılır. Sistemde, farklı gazların kendine has ayrıştırma özelliğinden yararlanılır. Azotun membran yüzeylerinde difüzyon hızı yavaşken, oksijen ve su buharınınki hızlıdır. Basınçlı hava içindeki oksijen ve diğer gazlar membran çeperindeki deliklerden dışarı difüze edilerek atmosfere atılırken lifler içerisinde kalan azot gazı sisteme verilir. Bu sistemlerde azot saflığı % 95 ila % 99,5 arasında değişir. Üretilen azot debisi ve saflığı modül sayısı arttırılarak sağlanabilmektedir.
Mikropor, basınç salınımlı adsorpsiyon (PSA) çalışma prensibine sahip MNG-PRO Serisi Azot Jeneratörleri yüksek saflıklarda azot gazını maksimize edilmiş verimlilik ve minimize edilmiş maliyetler ile yerinde üretimi sağlayarak endüstriyel azot gazı ihtiyaçlarını karşılamaktadır.
PSA tipi azot jeneratörü; temel olarak yüksek saflıklarda yerinde azot üretimi sağlayan ve manifold kullanımını ortadan kaldıran iki tanklı bir adsorpsiyon sistemidir. İki tank birbirine valf sistemleri ve basınçlı hava hatları ile bağlıdır. Tanklar, Karbon Moleküler Elek (CMS) adı verilen granül formdaki kimyasal ile doludur. CMS, içerisindeki mikro gözenekler sayesinde oksijen ve su moleküllerini adsorbe ederek (yüzeyinde tutarak) azotu saflaştırıp istenilen saflık seviyelerine yükseltir (%95-99,999). Çıkan saf azot gazı, tankın üst hattından tahliye edilirken <1% kadar azot gazı ise diğer tankı rejenere etmek için kullanılır. Basıncı düşürülerek kullanılan bu rejenerasyon azot gazı, diğer tankta adsorbe edilerek biriken oksijen ve suyu üzerine alır. Böylece, CMS granülleri bir sonraki işlem için tekrar kullanılabilir hale getirilir. Tanklar arasında basınç tahliyesi sırasında oluşan sesi azaltmak için ise Mikropor tasarımı özel bir susturucu kullanılmaktadır.
Kompresörden çıkan basınçlı hava; yağ, nem ve partikül içerebilmektedir. Basınçlı havanın kalitesini düşüren bu etkenler, havanın azot jeneratörüne girmesinden önce giderilmelidir. Bunun sebebi, yağ içeriği CMS ömrünü azaltır, nem içeriği CMS adsorpsiyon kapasitesini azaltır, partiküller ise CMS gözeneklerine nüfuz ederek adsorpsiyon işlemini engeller. Bu sebeple basınçlı hava azot jeneratörü öncesi, partikül, su, yağ filtrelerinden ve hava kurutucudan geçirilmelidir.
MNG-PRO Serisi, ısıtıcı vb. komponent içermemektedir. Bu sayede elektrik gereksinimleri oldukça düşüktür (<0,1kW). Bu sistemler düzenli bakım yapılması, yağ, su ve partiküllerin filtrelenmesi ve CMS ömrü dolduğunda değiştirilmesi ile sürekli çalıştırılabilmektedir. CMS granülleri, azot jeneratörleri çalışırken bir yandan sürekli rejenere edildikleri için 10 yıla kadar kullanım ömrüne sahiptir. Bu süre sonunda ise, tankların yeni CMS granülleri ile doldurulması gerekmektedir.
Mikropor PSA Azot Jeneratörleri, kullanım kolaylığı sağlamak üzere dizayn edilmiştir. Bu sistemler tam otomatik çalıştırma imkânı sağlar ve 7/24 yerinde azot gazı üretimi gerçekleştirmektedir. Çok düşük Hava/Azot (A/N) oranları sayesinde (saflıkları %95 ile 99,999 arasında en düşük 1,2 ile en yüksek 6,8 aralığında), düşük miktarlarda hava tüketimi ile yüksek miktarlarda azot gazı elde edilir. Bu da düşük enerji tüketimi ile yüksek verimlilikte gaz eldesi anlamına gelmektedir. Tüm sistemi kontrol etmek için ise, Mini PLC veya dokunmatik ekran ve PLC’ye sahiptir. Bu sistem sayesinde anlık parametre değerleri görülebilir ve gerekli durumlar için alarm kurulabilmektedir.
Mikropor azot jeneratörleri ihtiyaca göre ve oldukça yüksek debilere kadar (3450 Nm³/h) istenilen saflıkta (%95-99,999) azot gazı üretimi sağlamaktadır. Elde edilen saf azot gazı, azot tankında depolanır ve istenilen saflık, basınç ve debilerde kullanıma sunulur. Saflık, giriş hava kalitesindeki değişkenliklerden ötürü, müşterinin belirlediği oranın altına düştüğünde sistem alarm vererek otomatik olarak kendini kapatır ve güvenli moda geçer. CMS granüllerinin daha verimli ve uzun süre çalışması için Mikropor’un patentli ürünü Carbolescer (hava – yağ separatörü) ve çıkıştaki azot gazının partiküllerden ayrılmış olarak müşteriye sunulmasını sağlayan partikül filtresi de sisteme entegre edilebilmektedir. Üretilen azot gazının saflığı, debisi ve basıncı anlık olarak ekrandan takip edilebilmektedir.
Mikropor 35 yılı aşkın tecrübesiyle, PSA Azot Jeneratörleri ile sağladığı 99,999% saflığındaki azota ihtiyacı duyan müşteri kitlesine ayrıca PSA Azot Jeneratörlerine entegre edilebilen Mikropor Azot Saflaştırıcı Deoxo Sistemi’ni (MDX) sunmaktadır. Bu kompakt sistem ile, <3°C çiğlenme noktasında en yüksek (%99,999) saflık oranına kadar azot gazı saflaştırabilmektedir. MNG-PRO Serisi Azot Jeneratörü’ne MDX Serisi azot saflaştırıcı entegre edildiğinde, MNG-PRO Azot jeneratörü düşük saflıkta seçilip hava/azot oranı azaltılmaktadır. Azot çıkışına bağlanan MDX ile saflık, 99,999% seviyelerine çıkarılabilmektedir. Bu sayede aynı kapasitede azot, çok daha düşük hava tüketimi ile elde edilebilir. MNG-PRO ve MDX Serileri’nden oluşan sistemin toplam yatırım maliyeti ve enerji tüketimi oldukça düşüktür.
Çok düşük (-40°C) çiğlenme noktasında %99,999 saf azot gerektiren endüstriyel uygulamalar için, Azot Jeneratörü veya Azot Saflaştırıcı Sistemi’nden sonra gaz kurutucu kullanılmalıdır. Mikropor Gaz Kurutucu Sistemi (MGD), rejenerasyon işlemi sırasında saf azot gazı kaybı olmadan çiğlenme noktasını -40°C’ye kadar düşürür.
Basınçlı hava sistemlerinde azot üretimi, standartların gereklilikleri yanında, kullanım alanlarına göre çok çeşitli saflıklar ve çeşitli çiğlenme noktası seviyelerinde olabilmektedir. Önemli olan, ihtiyacın doğru belirlenmesi, kapasite ve azot kalitesinin optimize edilebilmesidir. Böylece fazladan hava tüketimi ve yatırım maliyetlerinin önüne geçilmiş olur.
YAZARLAR
Tuğba MEMİLİ – MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A.Ş. / Ar-Ge Müdürü – tugba.memili@mikropor.com
Berkay COŞKUN – MİKROPOR MAK. SAN.TİC.A.Ş. / Ar-Ge Uzman Yard. – Berkay.Coskun@mikropor.com