En los sistemas de generación de nitrógeno por separación de aire, la producción de gas de alta pureza no sólo depende de componentes básicos como compresores, secadores y torres PSA. Un factor que a menudo se pasa por alto puede erosionar silenciosamente la eficiencia del sistema, la pureza del gas y la vida útil del equipo: la inestabilidad medioambiental.
Desde el exceso de humedad en la entrada hasta las fluctuaciones de temperatura durante la adsorción, las condiciones ambientales afectan a todas las etapas de la producción de nitrógeno. Ahí es donde la monitorización de la temperatura y la humedad se convierte en un potente facilitador, no solo para la protección, sino para la optimización del rendimiento.
¿Qué es el sistema de generación de nitrógeno?
Un sistema de generación de nitrógeno es una instalación industrial que produce nitrógeno gaseoso de gran pureza a partir del aire ambiente, normalmente mediante métodos como la adsorción por cambio de presión (PSA), la separación por membrana o la separación criogénica del aire. Estos sistemas se utilizan en diversos sectores, como el envasado de alimentos, la electrónica, los productos farmacéuticos, los productos químicos y la metalurgia, en los que es esencial disponer de un suministro de nitrógeno constante y a demanda.
Componentes clave:
-Compresor de aire - Aspira y comprime el aire ambiente.
-Secador de aire y filtros - Elimina la humedad, el aceite y las partículas.
-Unidad generadora de nitrógeno - Separa el nitrógeno de otros gases:
-Tipo PSA: Utiliza tamices moleculares de carbono para adsorber oxígeno.
-Tipo de membrana: Utiliza membranas poliméricas para separar los gases.
-Tipo criogénico: Enfría el aire a temperaturas extremadamente bajas para aislar el nitrógeno.
-Depósito intermedio/almacenamiento - Almacena el nitrógeno generado para su uso.
-Sistema de control: gestiona el caudal, la presión y la pureza.
Cómo funciona un sistema de generación de nitrógeno
1. Admisión de aire y compresión
Se aspira aire ambiente (78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y trazas de otros gases).
Un compresor de aire presuriza este aire hasta alcanzar la presión de funcionamiento necesaria (normalmente entre 6 y 10 bares).
2. Pretratamiento (secado y filtración)
El aire comprimido pasa por filtros y un secador para eliminarlo:
-Vapor de agua (humedad)
-Partículas de aceite
-Polvo y otros contaminantes
Este paso es crucial para proteger los componentes sensibles en etapas posteriores.
3. Separación del nitrógeno - Proceso PSA
El aire comprimido limpio y seco entra en dos torres llenas de tamiz molecular de carbono (CMS).
Esto es lo que ocurre:
-El CMS adsorbe moléculas de oxígeno debido a su menor tamaño y mayor afinidad.
-Las moléculas de nitrógeno pasan al no estar adsorbidas.
-Mientras una torre produce nitrógeno, la otra se regenera (libera el oxígeno adsorbido despresurizándose).
El sistema alterna entre las torres cada 30-90 segundos para proporcionar un flujo continuo de nitrógeno.
4. Depósito de inercia / almacenamiento
El nitrógeno gaseoso fluye hacia un depósito intermedio/de almacenamiento para:
-Estabilizar la presión
-Almacenar nitrógeno para los picos de demanda
-Purificar y secar el gas (opcional)
5. Entrega y uso
El nitrógeno se suministra directamente al punto de uso o se canaliza a un sistema de distribución centralizado para diversas aplicaciones.
Por qué es importante controlar la temperatura y la humedad
Aunque el proceso de generación de nitrógeno pueda parecer sencillo, su estabilidad y eficacia dependen en gran medida de las condiciones ambientales, especialmente de la temperatura y la humedad. Incluso pequeñas fluctuaciones pueden provocar el desgaste de los equipos, problemas de pureza del gas o retrasos en la producción.
| Escenario | Riesgo medioambiental | Consecuencias |
| Sala de compresores | Temperatura y humedad ambiente elevadas | Eficiencia reducida, sobrecalentamiento |
| Pretratamiento (antes del secador) | Humedad en el aire de admisión | Degradación del adsorbente, baja eficacia de secado |
| Unidad PSA (torre de adsorción) | Fluctuación de la temperatura | Impacto en el equilibrio de adsorción, pérdida de pureza |
| Producción y almacenamiento de gas | Recondensación del vapor de agua | Corrosión de tuberías, contaminación por gas |
| Entorno de uso final | Condiciones ambientales no controladas | Defectos del producto, producción inestable |
Estos problemas pueden ser silenciosos, pero desde luego no son inofensivos.
Vigilancia estratégica: Desplegar sensores donde más interesan
Para combatir estos riesgos, los sensores de temperatura y humedad deben instalarse estratégicamente en puntos de control críticos de todo el sistema de nitrógeno. He aquí cómo:
●Supervisión de la sala de compresores
Los transmisores murales de temperatura y humedad ayudan a controlar las condiciones ambientales alrededor de los compresores. Si la temperatura o la humedad ambiente aumentan, el sistema puede activar automáticamente la ventilación o las alarmas, evitando el sobrecalentamiento y mejorando la eficiencia energética.
●Control de la humedad antes del tratamiento
Los sensores de humedad y punto de rocío desempeñan un papel fundamental antes de que el aire entre en la unidad de secado. Una humedad de entrada elevada acorta la vida útil del secador y provoca el arrastre de agua a los procesos posteriores. Los transmisores de humedad en línea ayudan a los operarios a detectar el exceso de humedad y a reaccionar antes de que se produzcan daños.
●Control de estabilidad de la unidad PSA
El rendimiento de la adsorción es muy sensible a la temperatura. Si el adsorbente está expuesto a fluctuaciones térmicas, la pureza del nitrógeno puede disminuir y los ciclos de regeneración se vuelven ineficaces. Los sensores de temperatura tipo sonda situados en el interior de la cámara PSA proporcionan información térmica en tiempo real para mantener el proceso optimizado.
●Garantía de calidad de la línea de salida
Incluso después de generar nitrógeno con éxito, la humedad sigue siendo una amenaza. El vapor de agua puede volver a condensarse en las líneas de salida o en los depósitos de inercia. El uso de transmisores de punto de rocío en la salida de gas garantiza que sólo llegue nitrógeno seco al cliente.
●Control medioambiental de uso final
En industrias como la electrónica, la alimentaria o la farmacéutica, el nitrógeno no es sólo un producto, sino que forma parte de un entorno estrictamente controlado. La instalación de controles de temperatura y humedad en las zonas de producción o envasado garantiza el cumplimiento de toda la cadena medioambiental y la calidad del producto.
Estudio de caso: Cómo HENGKO Iejora de la pureza del gas y reducción del tiempo de inactividad
Cuando un fabricante líder de generadores de nitrógeno se enfrentaba a frecuentes interrupciones de la producción y problemas de pureza del gas, acudió a HENGKO en busca de una solución más inteligente. ¿Cuál era la raíz del problema? Los niveles inestables del punto de rocío en su sistema de secado por separación de aire estaban provocando la degradación prematura del adsorbente y frecuentes paradas para mantenimiento.
Para solucionarlo, el fabricante integró el transmisor de punto de rocío HG808-D de HENGKO, capaz de monitorizar con precisión el punto de rocío hasta -40°C (Td) en tiempo real. Colocado directamente en el sistema de secado, el HG808-D proporcionó mediciones continuas de alta precisión que permitieron al operador:
-Detecta picos de humedad al instante
-Optimizar el tiempo de regeneración
-Prevenir el desgaste innecesario de las torres CMS.
Resultados que hablan por sí solos:
✅ El cumplimiento de la pureza del gas aumentó a 99,9%, eliminando los lotes fuera de especificación y los reprocesamientos.
✅ La tasa de averías de los equipos se redujo en 40%, gracias a un mejor control de la humedad y al mantenimiento predictivo.
✅ Aumento de la eficiencia operativa, con menos tiempo de inactividad y mayor vida útil del adsorbente.
Además, el equipo de mantenimiento informó de menos intervenciones de emergencia y una mayor estabilidad del sistema en toda la línea de producción.
"Antes de instalar el HG808-D, perseguíamos problemas que no podíamos ver. Ahora lo vemos todo en tiempo real y resolvemos los problemas antes de que se produzcan".
- Supervisor de mantenimiento, fabricación de equipos de nitrógeno
Control de precisión para cada etapa de su sistema de nitrógeno
- Soluciones a medida de HENGKO
Garantice un rendimiento óptimo y el cumplimiento de la normativa en todo el proceso de generación y distribución de nitrógeno. HENGKO ofrece una amplia gama de transmisores de temperatura, humedad y punto de rocío, cada uno diseñado para puntos de control específicos:
-Sala de compresores - Transmisores murales para la regulación de las condiciones ambientales y la activación de alertas tempranas
-Etapa de pretratamiento: sensores de humedad en línea para evitar la sobrecarga del secador y la entrada de humedad.
-Unidad PSA -Sondas de alta precisión para información térmica en tiempo real y eficacia de adsorción
-Líneas de salida -Transmisores de punto de rocío para garantizar la sequedad del gas y la integridad aguas abajo
-Áreas de uso final - Monitores ambientales para el control del nivel de sala blanca en industrias críticas
Un sistema. Múltiples necesidades. Un socio experto.
Póngase en contacto con HENGKO en sales@hengko.meter.com hoy para seleccionar la configuración de sensor óptima para su aplicación.
Conclusión
En el mundo de la generación de nitrógeno, los pequeños cambios ambientales pueden causar grandes trastornos. La instalación estratégica de sensores de temperatura, humedad y punto de rocío puede proteger todas las fases del proceso, desde la entrada de aire hasta el suministro de nitrógeno.
Tanto si está construyendo nuevos sistemas como optimizando líneas existentes, la elección de las soluciones de control medioambiental adecuadas garantiza una pureza constante del gas, reduce el desgaste de los equipos y disminuye los costes operativos.
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