Uma unidade criogénica de separação de ar comprime o ar no compressor de ar principal a uma pressão entre 4 e 10 atm e retira, em seguida, a água, o dióxido de carbono e os hidrocarbonetos pesados antes da destilação, de acordo com o documento EIGA Doc 147/22, a diretriz de práticas seguras para unidades criogénicas de separação de ar que as associações de gases industriais publicam em conjunto com a CGA P-8. A Ultra Controlo fornece a central ULTRAOX VSA, que produz oxigénio no local e pode substituir sistemas criogénicos com reservatórios de oxigénio líquido, e distribui e presta assistência aos compressores isentos de óleo Gardner Denver.
A diretriz sobre práticas seguras para unidades criogénicas de separação de ar (EIGA Doc 147/22, harmonizada com a CGA P-8) e o guia do Departamento de Energia dos EUA (2016) descrevem estas etapas.
O ar é comprimido a uma pressão entre 4 e 10 atm e arrefecido até à temperatura ambiente; os compressores axiais são comuns nas unidades de grande dimensão, e os compressores centrífugos são amplamente utilizados nesta aplicação.
Uma unidade de pré-purificação com filtro molecular e alumina, ou um permutador de calor reversível, retira do ar a água, o dióxido de carbono e os hidrocarbonetos pesados.
O permutador principal arrefece o ar até uma temperatura próxima da de liquefação, as colunas de alta e baixa pressão separam o oxigénio, o azoto e o árgon, e um expansor assegura a refrigeração.
Os compressores centrífugos servem para comprimir o oxigénio e o azoto produzidos; os compressores de pistão alternativo são amplamente utilizados para o oxigénio, o azoto, o árgon bruto e o ar a alta pressão.
A entrada do compressor está afastada de fontes de contaminantes, como fugas de motores e respiradouros; os filtros de poeira do pré-purificador retêm normalmente partículas de 2 a 5 µm e maiores.
O oxigénio atravessa uma membrana mais rapidamente do que o azoto, deixando azoto na saída; o DOE refere a produção de azoto para o armazenamento de alimentos.
Fontes: EIGA Doc 147/22, Orientações para práticas seguras na separação criogénica do ar centrais (Associação Europeia de Gases Industriais, harmonizada com a CGA P-8), secções 3, 7 e 8; Departamento de Energia dos EUA (DOE) e Compressed Air Challenge, Improving Compressed Air System Performance (2016), p. 13.
A diretriz da EIGA explica como o tipo de compressor e a lubrificação afetam o ar que chega ao processo de separação.
Os compressores de parafuso lubrificados a óleo necessitam de separadores seguidos de filtros, filtros coalescentes, leitos adsorventes ou uma combinação destes, mantidos para garantir a remoção completa do óleo; isto é particularmente importante quando o compressor de parafuso é o compressor de ar principal.
Fonte: EIGA Doc. 147/22, secção 8.8.
A tolerância do gás à contaminação por óleo é um dos fatores a ter em conta na escolha entre compressores com cilindros não lubrificados e lubrificados.
Fonte: EIGA Doc. 147/22, secção 8.4.
Nos casos em que os aerossóis da névoa possam exceder os limites de projeto, pode ser instalado um filtro de alta eficiência que retenha as partículas com dimensões superiores a 0,1 a 0,4 µm na admissão do compressor ou na saída do pré-purificador.
Fonte: EIGA Doc. 147/22, secção 7.5.
O arrastamento de óleo proveniente do compressor de ar principal sujaria a câmara frigorífica, salienta a diretriz. Fonte: EIGA Doc 147/22, harmonizada com a CGA P-8.
A comparação baseia-se em Nickerson (2008), Losordo (2014), num artigo de 2001 do DOE dos EUA e na ficha técnica ULTRAOX VSA.
| Critério | Entrega de oxigénio líquido | VSA não local |
|---|---|---|
| Pureza | Até 99,9% (Nickerson, 2008) | ULTRAOX VSA: 75 % a 95 % a 50 kPa (ficha técnica) |
| Eletricidade | Não é necessária; é fornecida pela sua própria pressão (Nickerson, 2008) | É necessária; a fiabilidade do fornecimento de energia elétrica é um fator determinante na escolha (Losordo, 2014) |
| Pressão | Alimentado pela sua própria pressão (Nickerson, 2008) | ULTRAOX VSA: 50 kPa; pressões mais elevadas com um sobrepressor (booster) de oxigénio adicional, fornecido a pedido (ficha técnica) |
| Fatores de custo referidos | O preço do oxigénio líquido, que depende normalmente da distância até à unidade de produção (Losordo, 2014) | O custo da eletricidade (DOE, 2001) e a fiabilidade do fornecimento de energia elétrica (Losordo, 2014) |
Uma central de oxigénio que, de acordo com a sua ficha técnica, pode substituir sistemas criogénicos com reservatórios de oxigénio líquido, e duas linhas do catálogo Industrial 2026 da Ultra Controlo para dar resposta às preocupações relacionadas com o óleo do compressor: compressores sem óleo e torres de carvão ativado que adsorvem os vapores de óleo a seguir a um compressor lubrificado a óleo.
Oxigénio com concentração entre 75% e 95% a 50 kPa, numa estrutura (skid) ou num contentor; a ficha técnica indica que pode substituir sistemas criogénicos com reservatórios de oxigénio líquido ou funcionar como fonte principal de abastecimento.
ULTRAOXCompressores de parafuso isentos de óleo para ar isento de contaminantes, Classe ISO 0, no catálogo da Ultra Controlo (p. 12); uma marca parceira que a Ultra Controlo distribui e à qual presta assistência.
Gardner DenverUma etapa de adsorção que remove os vapores de óleo do ar comprimido até um nível inferior a 0,003 mg/m³ e requer um filtro coalescente a montante.
ULTRAKFontes: ficha técnica « ULTRAOX » da VSA, pp. 2 e 3; catálogo «Industrial 2026» da Ultra Controlo, pp. 12 e 19; ficha técnica «ULTRAK».
A Ultra Controlo é um fabricante português de sistemas de ar comprimido, vácuo e gases técnicos, com 40 anos de experiência. Concebemos, montamos e testamos em Portugal os nossos compressores, secadores e torres de carvão, e fornecemos e prestamos assistência a cinco marcas parceiras.
Compressores « ULTRASCREW », secadores «ULTRASEC» e «ULTRADRY» e torres de carvão ativado «ULTRAK».
Gardner Denver, Elmo Rietschle, Thomas, Speck Pumpen (Circutec) e Speck Triplex.
Manutenção preventiva e corretiva, peças sobressalentes originais e assistência de emergência, prestadas pela nossa própria equipa.
Fonte: Catálogo Industrial 2026 da Ultra Controlo, pp. 3, 10, 16, 17 e 22.
A diretriz de práticas seguras para unidades criogénicas de separação de ar (EIGA Doc 147/22, harmonizada com a CGA P-8) indica que o ar é comprimido no compressor de ar principal a uma pressão entre 4 e 10 atm e arrefecido, antes de se retirarem a água, o dióxido de carbono e os hidrocarbonetos pesados a montante da câmara fria.
O documento EIGA Doc 147/22 indica que os compressores de parafuso lubrificados a óleo necessitam de um sistema de remoção de óleo a jusante, normalmente composto por separadores seguidos de filtros, filtros coalescentes ou leitos adsorventes, mantidos para garantir uma remoção completa; isto é particularmente crítico quando o compressor de parafuso é o compressor de ar principal.
Não. A diretriz de práticas seguras para unidades criogénicas de separação de ar (EIGA Doc 147/22) afirma que o ar respirável deve provir de uma fonte verificada e que o sistema de ar instrumental da instalação não deve ser utilizado como fonte de ar respirável.
A ficha técnica d ULTRAOX o VSA indica que a central pode substituir sistemas criogénicos existentes com reservatórios de oxigénio líquido ou funcionar como fonte principal de abastecimento, com oxigénio de 75% a 95% a 50 kPa; o oxigénio líquido fornecido tem até 99,9% de pureza (Nickerson, 2008).
O guia do Departamento de Energia dos EUA (2016) explica que moléculas como o oxigénio atravessam uma membrana semipermeável mais rapidamente do que o azoto, deixando uma concentração de azoto à saída do gerador; refere-se à produção de azoto para a conservação de alimentos.
O gás, a pureza e a pressão de que necessita, o caudal e a forma como é fornecido atualmente. Respondemos com o equipamento adequado.
