Gerador de Nitrogênio - NG NG 7-81

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1 Gerador de Nitrogênio - NG NG 7-81

2 O que é o Nitrogênio? Gás incolor, inodoro e sem gosto Constitui 78% da atmosfera de nosso planeta Gás inerte Gás Volume % Nitrogênio 78,08 Oxigênio 20,94 Argônio Hidrogênio Neônio Hélio Kriptônio Xenônio Dióxido de Carbono 0,93 0,0005 0,0019 0,0005 0,0001 0, ,02-0,04

3 Para o que é usado? Nitrogênio é - Principalmente usado para retirar: Oxigênio Outros gases indesejáveis Eliminando oxigênio no ambiente podemos - Inibir o crescimento bacteriológico em Alimentos Bebidas Processos farmacêuticos - Prevenir a oxidação de Metais Polímeros Químicos - Reduz fortemente os riscos de combustão espontânea e explosão

4 Tecnologias Disponíveis PSA Cryogênica Membrana

5 Tecnologias Disponíveis Distribuição Geração Tubulação Criogênica Caminhão (cilindros ou tanque) Criogênica Na planta Criogênica PSA Membrana

6 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.

7 Tecnologia PSA Dessecante Carbono Molecular Pequenas moléculas de oxigênio presas Grandes moléculas de nitrogênio não ficam presas CMS

8 Tecnologia PSA Principio da separação de gases por adsorção N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 CMS N2 CMS N2 O2 O2 O2 O2 N2 N2 N2 O2 O2 O2 Pressurizando Despressurizando Gás Nitrogênio Exaustão do Oxigênio Ar comprimido limpo

9 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.

10 Aplicações de Nitrogênio

11 Aplicações de Nitrogênio

12 Aplicações de Nitrogênio

13 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. Grau de Pureza: 97 a 99,5%

14 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

15 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. Grau de Pureza: 98 a 99,9%

16 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 Grau de Pureza: 97 a 99,9%

17 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. Grau de Pureza: 98 a 99,999%

18 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. Grau de Pureza: 99 a 99,99%

19 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. Grau de Pureza: 98 a 99,99%

20 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 Grau de Pureza: 98 a 99,999%

21 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. Grau de Pureza: 95 a 99,5%

22 Atlas Copco NGx Visual do Produto NG 27 a NG 81 NG 7 a NG 15

23 Solução Completa Fluxograma básico do sistema de geração de nitrogênio 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 Obs.: É necessário um reservatório para cada NG

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

25 Atlas Copco NGx 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

26 Atlas Copco NGx Painel eletrônico cul aprovado Orientador para válvulas pneumáticas Silenciador de purga Válvula de retenção Analisador de oxigênio Válvulas pneumáticas de admissão do ar Válvula de segurança Regulador da pressão de admissão

27 Atlas Copco NGx Relé do alarme Controle remoto Sinal sonoro de alarme Válvulas de retenção Fusível Ligação para cabo de alimentação Válvulas pneumáticas de descarga Silenciadores

28 Atlas Copco NGx Pressão do ar de admissão Painel de controle e Display 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 gerador Elementos de filtros Liga/Desliga Pressão de saída do nitrogênio

29 Atlas Copco NGx - Dimensional

30 Atlas Copco NGx Dimensional - Modular

31 Dados Técnicos Modelo Pureza (%) Capacidade N2 (Nm³/h) Demanda de ar (Nm³/h) NG 7 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 Modelo Pureza (%) Capacidade N2 (Nm³/h) Demanda de ar (Nm³/h) NG 10 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 Modelo Pureza (%) Capacidade N2 (Nm³/h) Demanda de ar (Nm³/h) NG 12 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 Modelo Pureza (%) Capacidade N2 (Nm³/h) Demanda de ar (Nm³/h) 99,999 5,4 64,8 99,990 9,0 63,0 NG 27 99,900 16,3 81,5 99,500 27,0 102,6 99,000 34,2 102,6 98,000 43,2 121,0 Modelo Pureza (%) Capacidade N2 (Nm³/h) Demanda de ar (Nm³/h) 99,999 10,8 129,6 99,990 18,0 126,0 NG 54 99,900 32,5 162,5 99,500 54,0 205,2 99,000 68,4 205,2 98,000 86,4 241,9 Modelo Pureza (%) Capacidade N2 (Nm³/h) Demanda de ar (Nm³/h) 99,999 16,2 194,4 99,990 27,0 189,0 NG 81 99,900 48,8 244,0 99,500 81,0 307,8 99, ,5 307,5 98, ,6 362,9 Modelo Pureza (%) Capacidade N2 (Nm³/h) Demanda de ar (Nm³/h) NG 15 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

32 NG: Dados Técnicos Modelo Vazão de saída do gás Nitrogênio na pureza indicada* % % % % % 98% 97% Nm 3 / h Scfh Nm 3 / h Scfh Nm 3 / h Scfh Nm 3 / h Scfh Nm 3 / h Scfh Nm 3 / h Scfh Nm 3 / h Scfh NG 7 NG 10 NG 12 NG 15 NG 27 NG 54 NG Nome do produto = NG x onde x = Vazão de N 2 (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.

33 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 class psi 87 psi 68 F ISO class Fatores de correção para temperatura Temperatura do ar ( C/ F) 5/41 10/50 15/59 20/68 25/77 30/86 35/95 40/104 45/113 50/122 Performance (%) Fatores de correção para pressão Pressão do ar (bar/psi) 6,5/94 7,5/109 8,5/123 9,5/138 10,5/152 11,5/167 12,5/181 Performance (%)

34 N2gen Website Um website desenvolvido pela Atlas Copco UK contendo informações referentes ao gás nitrogênio

35 Característica / Benefícios exclusivos - NG Característica / Benefícios exclusivos 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 %); - Nitrogênio fornecido como água de torneira, quando e como requisitado.

36 ATLAS COPCO NGx Tempo de troca dos consumíveis Componente Qtidade Freq. Kit de serviço %* h Kit de serviço ppm** h *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 %. 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 ISO classe ou superior.

37 N2 líquido 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. Ex.: 10barg 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!!!

38 ATLAS COPCO NGx Ferramenta de dimensionamento e Abordagem!!!!! 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!)

39 Nosso compromisso é aumentar sua produtividade através da interação e da inovação.

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