En este blog, analizamos la importancia de los instrumentos de oxígeno de óxido de circonio para mantener la eficiencia operativa de los generadores industriales de gas nitrógeno y oxígeno.
¿Por qué los sensores basados en óxido de circonio son ideales en esta aplicación?
La circonia, o dióxido de circonio (ZrO2), se caracteriza por sus excelentes propiedades mecánicas, estabilidad a altas temperaturas, resistencia térmica y a la corrosión, inercia química y estructura consistente. Estas características hacen de la zirconia un material ideal para su uso en sensores de oxígeno de alto rendimiento, especialmente los necesarios para aplicaciones industriales exigentes.
Enfoque de la aplicación: Comparación de las tecnologías de adsorción por cambio de presión (PSA) y membranas para la separación de nitrógeno y oxígeno
El mercado de los generadores industriales de gas nitrógeno y oxígeno se ha ampliado considerablemente en los últimos años a medida que los fabricantes abandonan el almacenamiento tradicional de gases a granel o embotellados para pasar a sistemas de generación in situ y a demanda. Los sistemas locales de generación a demanda ofrecen mayor flexibilidad, son más rentables y eliminan el transporte por carretera y muchos problemas de salud y seguridad asociados al almacenamiento en silos a granel y a la manipulación manual de botellas de gas.
Los dos métodos habituales para separar el nitrógeno y el oxígeno de las corrientes de aire comprimido son: la adsorción por cambio de presión (PSA) o los filtros de membrana.
Los generadores PSA utilizan recipientes presurizados que contienen tamices moleculares. Éstos utilizan carbono para la generación de nitrógeno o zeolita para la generación de oxígeno. El primero adsorbe selectivamente las moléculas de oxígeno más pequeñas, permitiendo que las moléculas de nitrógeno pasen a través del recipiente, mientras que el segundo adsorbe selectivamente el nitrógeno para crear un flujo de oxígeno de alta pureza. La mayoría de los sistemas utilizan recipientes de adsorción gemelos, que se regeneran alternativamente a medida que los materiales del tamiz molecular se saturan.
Los sistemas de membrana también separan las moléculas de oxígeno y nitrógeno del flujo comprimido de aire atmosférico. En lugar de tamices moleculares, utilizan una serie de fibras huecas de polímero semipermeable dispuestas en haces dentro de cartuchos de membrana. Cada fibra contiene poros microscópicos, normalmente de entre 0,03 y 10 micras. Su tamaño permite el paso de moléculas de oxígeno, pero rechaza las moléculas de nitrógeno de mayor tamaño, que fluyen a través de cada fibra hasta un recipiente adecuado de recogida y almacenamiento.
¿Dónde se utilizan los generadores de PSA y de gas?
Los generadores de gas PSA y de membrana pueden producir nitrógeno y oxígeno de pureza excepcionalmente alta, a menudo superior al 99%. Esto es crucial en los sectores médico o de semiconductores, donde cualquier impureza puede afectar al rendimiento o crear un riesgo potencial para los pacientes. En otras aplicaciones, como el blanketing de nitrógeno en buques que transportan cargas volátiles, la necesidad de fiabilidad, capacidad de producción y pureza del sistema son igualmente importantes.
¿Por qué es necesaria la medición de oxígeno?
Aquí es donde un sistema de medición y control de gas de precisión es crucial - lo que nos lleva de nuevo a la importancia de los sensores de Zirconia.
Los instrumentos de óxido de circonio ofrecen excelentes propiedades mecánicas y químicas. A diferencia de las tecnologías de la competencia, los sensores de óxido de circonio que fabrica PST están diseñados para medir la presión parcial de oxígeno en gases, no el porcentaje de concentración de oxígeno. Este enfoque proporciona mediciones extremadamente precisas sin necesidad de gases de referencia, lo que los hace ideales para su uso en generadores de gas industriales, donde suelen instalarse en cada etapa de salida tanto para fines de control de procesos como de calidad y seguridad.
Desde la perspectiva de los OEM (fabricantes de equipos originales) y los usuarios finales de generadores de gas nitrógeno y oxígeno, son numerosas las ventajas que ofrecen nuestros sensores de oxígeno de circonio.
La precisión y fiabilidad de nuestros instrumentos de oxígeno de óxido de circonio desempeñan un papel clave a la hora de ayudar a mejorar la eficiencia energética, la calidad del gas y la conformidad de los generadores de gas industriales, proporcionando a los fabricantes de equipos originales y a los usuarios finales una total tranquilidad.
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¿Lo sabías?
El circonio o dióxido de circonio se encuentra de forma natural en el mineral baddeleyita. Esto es relativamente raro, por lo que la mayor parte de la circonia se obtiene a partir de arena de circonio (silicato de circonio), mediante un proceso de descomposición química o disociación térmica. La arena de circón se encuentra ampliamente en Australia, partes de Asia y en todo el sur del continente africano. El circón se formó durante milenios en depósitos de arena, donde los elementos metálicos más pesados se consolidaron con el tiempo por la acción del viento y las olas. El contenido en circón de estos yacimientos puede oscilar entre un pequeño porcentaje y un cincuenta por ciento. Cuando es comercialmente viable, el mineral se extrae y luego se lava con separadores en espiral, dejando una mezcla de metales entre los que se encuentra el circón. Estos se separan aprovechando las diferentes características magnéticas, electrostáticas y de densidad de cada elemento. Además de utilizarse como base de la circonia, el circonio también puede procesarse para formar circonio, que se utiliza en la industria nuclear y como aleación añadida al aluminio y al acero para mejorar sus propiedades mecánicas y su resistencia a la corrosión.
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