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 depois a água, o dióxido de carbono e os hidrocarbonetos pesados antes da destilação, segundo a 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 dá assistência aos compressores isentos de óleo Gardner Denver.
A diretriz de 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 grandes, e os compressores centrífugos são muito usados neste serviço.
Uma unidade de pré-purificação com peneiro 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 perto da liquefação, as colunas de alta e de baixa pressão separam o oxigénio, o azoto e o árgon, e um expansor fornece a refrigeração.
Os compressores centrífugos servem para comprimir o oxigénio e o azoto produzidos; os compressores de pistão alternativo são muito usados para o oxigénio, o azoto, o árgon bruto e o ar a alta pressão.
A admissão do compressor fica afastada de fontes de contaminantes, como escapes de motores e respiros; os filtros de poeiras do pré-purificador captam normalmente partículas de 2 a 5 µm e maiores.
O oxigénio atravessa uma membrana mais depressa do que o azoto, deixando azoto à saída; o DOE refere a produção de azoto para o armazenamento de alimentos.
Fontes: EIGA Doc 147/22, Guideline for safe practices for cryogenic air separation plants (European Industrial Gases Association, 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 precisam de separadores seguidos de filtros, filtros coalescentes, leitos adsorventes ou uma combinação destes, mantidos para uma remoção completa do óleo; isto é particularmente crítico 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 na escolha entre compressores com cilindros não lubrificados e lubrificados.
Fonte: EIGA Doc 147/22, secção 8.4.
Onde os aerossóis da bruma podem exceder os limites de projeto, pode instalar-se um filtro de alta eficiência que retire as partículas maiores do que 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 a partir do compressor de ar principal sujaria a caixa fria, nota 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 | Oxigénio líquido entregue | VSA no local |
|---|---|---|
| Pureza | Até 99,9% (Nickerson, 2008) | ULTRAOX VSA: 75% a 95% a 50 kPa (ficha técnica) |
| Eletricidade | Não é necessária; é fornecido pela sua própria pressão (Nickerson, 2008) | Necessária; a fiabilidade da alimentação elétrica é um fator de escolha (Losordo, 2014) |
| Pressão | Fornecido pela sua própria pressão (Nickerson, 2008) | ULTRAOX VSA: 50 kPa; pressões mais altas com um sobrepressor (booster) de oxigénio adicional, fornecido a pedido (ficha técnica) |
| Fatores de custo citados | O preço do oxigénio líquido, que depende normalmente da distância à unidade de produção (Losordo, 2014) | O custo da eletricidade (DOE, 2001) e a fiabilidade da alimentação elétrica (Losordo, 2014) |
Equipamento que fabricamos e equipamento das marcas parceiras que fornecemos, escolhido para as tarefas da produção de gases industriais. Quando o fabricante indica a indústria, o cartão di-lo; nos restantes casos, é recomendação nossa.
Oxigénio de 75% a 95% a 50 kPa, numa estrutura (skid) ou num contentor; a ficha técnica diz que pode substituir sistemas criogénicos com reservatórios de oxigénio líquido ou funcionar como fonte principal de abastecimento.
ULTRAOX VSAPara manter o óleo fora do ar de alimentação, fornecemos compressores de parafuso a seco de dois estágios, com certificação Classe 0 da ISO 8573-1 (Ar comprimido: contaminantes e classes de pureza) pela TÜV; o T/TVS 90-160 dá 6,7 a 28,3 m³/min, de 7,5 a 10,5 bar, segundo a Gardner Denver.
Gardner DenverUma etapa de adsorção que retira os vapores de óleo do ar comprimido até abaixo de 0,003 mg/m³ e exige um filtro coalescente a montante.
ULTRAKPara os filtros e coalescentes depois de um compressor lubrificado a óleo, fornecemos filtros GDF: o grau H retém partículas até 0,01 mícron e deixa no máximo 0,01 mg/m³ de aerossóis de óleo a 21 °C, segundo a Gardner Denver.
Gardner DenverPara o enchimento de garrafas e recipientes, que a Speck Triplex indica para as suas bombas de CO2, fornecemos bombas de êmbolo que também circulam CO2 supercrítico até 300 bar; a bomba-compressor move CO2 gasoso isento de óleo contra uma pressão no recipiente de até 70 bar, segundo a Speck Triplex.
Speck TriplexPara equipamento de laboratório como geradores de azoto e analisadores de gases, que a Thomas indica entre as utilizações das suas bombas de pistão, fornecemos estas bombas isentas de óleo, a seco; uma série WOB-L® dá até 212,4 l/min, 12,1 bar ou −980 mbar, segundo a Thomas.
ThomasFontes: ficha técnica ULTRAOX VSA, pp. 2 e 3; catálogo Industrial 2026 da Ultra Controlo, pp. 12 e 19; ficha técnica ULTRAK; Gardner Denver, página EnviroAire T/TVS 90-160kW, filtros de ar comprimido (EMEIA) e brochura de filtros GDF e GDWS; Speck Triplex, versões para CO2; Thomas, páginas da tecnologia das bombas de pistão, das bombas e compressores de pistão e da série WOB-L 2755.
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 damos 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 Neunkirchen) e Speck Triplex.
Manutenção preventiva e corretiva, peças sobressalentes originais e apoio de emergência, 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) diz 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 caixa fria.
A EIGA Doc 147/22 diz que os compressores de parafuso lubrificados a óleo precisam de remoção do óleo a jusante, normalmente 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 deveria vir de uma fonte verificada e que um sistema de ar instrumental da instalação não deve ser usado como fonte de ar respirável.
A ficha técnica ULTRAOX VSA diz 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 entregue 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 depressa do que o azoto, deixando uma concentração de azoto à saída do gerador; refere a produção de azoto para o armazenamento de alimentos.
A Ultra Controlo fabrica a central de oxigénio ULTRAOX VSA, para oxigénio no local, e torres de carvão ULTRAK, que retiram os vapores de óleo. A Ultra Controlo recomenda também compressores isentos de óleo Gardner Denver EnviroAire T/TVS e filtros GDF para o ar de alimentação, bombas de êmbolo Speck Triplex para o enchimento de CO2 e bombas de pistão Thomas WOB-L, que o fabricante indica para geradores de azoto e analisadores de gases de laboratório.
O gás, a pureza e a pressão de que precisa, o caudal e a forma como é abastecido hoje. Respondemos com o equipamento adequado.
