Details

1. Introdução
A Planta Manual de Geração de Nitrogênio é um sistema autônomo projetado para produzir gás nitrogênio de alta pureza para enchimento de cilindros, processos industriais e aplicações laboratoriais. Combinando um compressor de ar acionado a diesel, unidade de secagem de ar, módulo de Adsorção por Oscilação de Pressão (PSA) e um reforçador acionado hidraulicamente, esta planta oferece geração confiável de nitrogênio no local de até 200 bar. Seu design modular garante portabilidade e facilidade de operação em ambientes sem infraestrutura elétrica estável.

2. Principais Características

 • Motor Diesel & Compressor de Ar Integrados:
   - O motor diesel (Graeves Cotton G-1510, 9 HP @ 3000 RPM) aciona diretamente um compressor de ar de 8.8 CFM, de 2 estágios, fornecendo ar comprimido limpo a 12 kg/cm² (aprox. 7 bar).
   - O design monocilíndrico, refrigerado a ar, garante operação eficiente em temperaturas ambientes de até 50 °C.

 • Secagem & Filtragem de Ar de Alta Eficiência:
   - Filtro de carvão ativado (15 kg) e pré-filtro de vela cerâmica (1 μm) removem óleo, umidade e partículas do ar comprimido antes de entrar no módulo PSA.
   - Secador de ar regenerativo sem aquecimento (conforme IS 2825) mantém o ponto de orvalho abaixo de –60 °C, protegendo os leitos de peneira molecular.

 • Módulo de Geração de Nitrogênio PSA:
   - Unidade PSA de torre dupla (150 mm × 1000 mm, 16 L cada), equipada com peneiras moleculares de carbono (CMS), produz nitrogênio com até 99,9% de pureza.
   - Vazão ajustável de 0,5–5 Nm³/h (rotâmetro calibrado na faixa 0,5–5 Nm³/h; operação típica em 2 Nm³/h).
   - Tanque de compensação (600 mm × 1250 mm, 60 L) estabiliza a saída de nitrogênio para manter pressão constante.

 • Conjunto Reforçador Hidráulico:
   - Reforçador hidráulico de estágio único, simples ação, eleva o nitrogênio da pressão PSA (~5,8 kg/cm²) até 200 bar, permitindo enchimento direto de cilindros de alta pressão.
   - Pistão de bronze (Ø 70 mm) em tubo honado italiano garante mínimo vazamento e desempenho consistente.
   - Válvulas de retenção de entrada e saída (série SSCH) evitam fluxo reverso, protegendo os leitos PSA e garantindo segurança.

 • Unidade de Potência Hidráulica Robusta:
   - Bomba de engrenagem Dowty (40 L/min, 132 bar máx.) acionada por motor elétrico de 3 HP (220VAC), fornecendo energia hidráulica para operação do reforçador.
   - Filtro EPE de 10 μm e peneira de 100 μm protegem os componentes hidráulicos contra contaminação.
   - Tanque de aço carbono (250 L) com válvula solenóide Rexroth DC (4/2 vias) integrada controla o fluxo hidráulico.

 • Instrumentação & Controles Abrangentes:
   - Seis manômetros SS 304 (0–10 kg/cm², 4″ diâmetro) e dois pressostatos tipo Bourdon monitoram os estágios de ar e nitrogênio.
   - Nove válvulas solenóides (12 V CC, 1/4″) automatizam a regeneração do secador, a troca PSA e os ciclos de ventilação.
   - PLC Siemens (12 DI/8 DO) gerencia o controle sequencial de partida, desligamento e troca.

 • Design Portátil & Pronto para Campo:
   - Skid autônomo com bolsões para empilhadeira e pontos de elevação para transporte fácil.
   - Arranjo modular de motor, compressor, resfriador, torres PSA, tanque de compensação e reforçador permite manutenção simples.
   - Tanque de combustível (5,5 L) e cárter de óleo (1,75 L) integrados à base do motor para footprint compacto.

3. Princípio de Funcionamento

3.1. Compressão & Pré-Tratamento do Ar:
   - O motor diesel (G-1510) é acionado por corda (ou partida elétrica opcional de 12 V). Ele aciona o compressor de ar de dois estágios, que comprime o ar ambiente até aprox. 7 bar.
   - O ar comprimido passa pelo pré-filtro (vela cerâmica) para remover partículas acima de 1 μm e depois pelo filtro de carvão ativado (12 L) para eliminar vapor de óleo e hidrocarbonetos.

3.2. Secagem & Armazenamento do Ar:
   - O ar filtrado é direcionado ao secador regenerativo sem aquecimento. Duas torres alternadas, preenchidas com peneiras moleculares de zeólita (ZMS), adsorvem a umidade, mantendo ponto de orvalho ≤ –60 °C.
   - O ar seco é armazenado no Reservatório de Ar Seco (250 mm × 1200 mm, 60 L) a 7 bar até ativação do PSA.

3.3. Adsorção por Oscilação de Pressão (PSA) – Geração de Nitrogênio:
   - Ao atingir a pressão necessária (7 ± 0,5 kg/cm²), o PLC aciona válvulas solenóides que enviam ar para uma das torres CMS. O oxigênio e gases residuais são adsorvidos, liberando nitrogênio puro na saída da torre ativa.
   - A torre oposta passa por regeneração (despressurização e ventilação) para liberar o oxigênio adsorvido, preparando-se para o próximo ciclo.
   - O nitrogênio segue para o estágio final de controle de qualidade, passando pelo rotâmetro (0,5–5 Nm³/h), ajustado em 2 Nm³/h. Após 10 minutos de purga, o nitrogênio puro está pronto a ~5,8 bar.

3.4. Reforço Hidráulico & Enchimento de Cilindros:
   - Com a pressão estabilizada no tanque de compensação (~5,8 kg/cm²), abre-se manualmente a válvula de entrada do reforçador hidráulico. O pistão, acionado pela unidade hidráulica, comprime o nitrogênio da pressão PSA até 200 bar.
   - Válvulas de retenção no reforçador impedem refluxo para o PSA e garantem descarga unidirecional de alta pressão.
   - O nitrogênio é conduzido por válvulas de segurança e tubulações até os cilindros via válvula de agulha de saída inferior.

4. Detalhes dos Componentes

4.1 Motor Diesel (Graeves Cotton G-1510)
 • Tipo: Vertical, monocilíndrico, refrigerado a ar, partida a frio, ignição por compressão, quatro tempos  
 • Potência Nominal: 9 HP @ 3000 RPM (governador centrífugo; silenciador refletor)  
 • Cilindrada: 510 cm³ (Diâmetro 85 mm × Curso 90 mm)  
 • Capacidade do Tanque de Combustível: 5,5 L  
 • Lubrificação: Lubrificação forçada com óleo 15W-40 API CH-4 (ex.: Greaves Maxtherm)  
 • Método de Partida: Partida por corda (padrão); Partida elétrica 12 V opcional  
 • Peso Seco: 62 kg (carcaça involuta)  
 • Manutenção: 1ª troca de óleo após 1000 km, depois conforme cronograma; checagem diária do nível de óleo; inspeção mensal do filtro  

4.2 Compressor de Ar
 • Saída: 8.8 CFM @ 12 kg/cm² (7 bar)  
 • Tanque: Reservatório de ar integrado de 160 L (ASME) com válvula de segurança  
 • Construção: Cilindros de ferro fundido aletas profundas, tubos de alumínio, virabrequim forjado, acionamento por correia  
 • Resfriamento: Ventoinha aerodinâmica garante dissipação térmica até 50 °C ambiente  
 • Segurança: Válvula de alívio após cada estágio; protetor de correia fechado conforme normas europeias  
 • Filtro: Tipo banho de óleo (montado no motor), válvulas de aço inox, visor de óleo para checagem  

4.3 Secagem & Filtragem do Ar

 • Filtro de Vela Cerâmica:  
   - Classificação: remoção de partículas de 1 μm  
   - Norma: IS 2825  
   - Pressão de Operação: até 8 kg/cm²; Dimensões: 100 × 600 mm  

 • Filtro de Carvão Ativado:  
   - Volume: 12 L de carvão ativado granular (malha 50)  
   - Remove vapor de óleo e hidrocarbonetos antes da secagem  

 • Secador Sem Aquecimento (ADU):  
   - Dois vasos (100 × 1000 mm, 8 L cada) preenchidos com ZMS  
   - Pressão de Projeto: 8 kg/cm²; Hidroteste: 12 kg/cm²; Material: IS 2062  
   - Ciclo automático via 3 válvulas de diafragma (1/2″, 10 kg/cm²) e 3 válvulas solenóides (12 V CC)  

4.4 Gerador de Nitrogênio PSA

 • Torres PSA:  
   - Dois vasos (150 × 1000 mm, 16 L cada), peneiras moleculares de carbono (18 kg total)  
   - Pressão de Operação: 7 kg/cm²; Projeto: 8 kg/cm²; Material: IS 2062  
   - Ciclo controlado por PLC acionando 8 válvulas automáticas e 5 solenóides  

 • Tanque de Nitrogênio:  
   - Tamanho: 600 × 1250 mm, 60 L (IS 2825)  
   - Estabiliza o fluxo de saída do PSA antes do reforço  

4.5 Sistema de Reforço Hidráulico

 • Reforçador:  
   - Cilindro hidráulico de estágio único e simples ação  
   - Tubo honado italiano; pistão de bronze Ø 70 mm; furo hidráulico Ø 140 mm  
   - Pressão Máx.: 200 bar; Válvulas de retenção SSCH (1/2″ MNPT, 250 bar)  
   - Vedação: K03-P (58 × 70 × 7,8 mm); O-Ring Ø 3 mm  

 • Unidade Hidráulica:  
   - Bomba Dowty (40 L/min, 132 bar máx.), motor 3 HP, 220 VAC  
   - Reservatório: tanque MS 250 L  
   - Filtragem: filtro EPE 10 μm, peneira 100 μm  
   - Válvula de Controle: Rexroth DC 4/2, 12 V CC  

4.6 Instrumentação & Controles
 • Manômetros: 6 × SS 304, 4″, 0–10 kg/cm²  
 • Pressostatos: 2 × tipo Bourdon, 0–10 kg/cm²  
 • Válvulas Solenóides: 9 (5 NC e 4 NA), 1/4″, 12 V CC  
 • Rotâmetro: 1/2″, 0,5–5 Nm³/h, calibrado a 5,5 kg/cm²  
 • PLC: Siemens, 12 entradas digitais, 8 saídas digitais, 12 V CC  

5. Especificações Técnicas

  

    

      
Componente do Sistema
      
Especificação
    
  
  

    

      
Saída do Compressor de Ar
      
8,8 CFM @ 12 kg/cm² (7 bar)
    
    

      
Capacidade do Reservatório de Ar
      
160 L (Conforme ASME & Euro)
    
    

      
Motor a Diesel
      
Graeves Cotton G-1510, 9 HP @ 3000 RPM, Partida por Corda/Elétrica, Rotação Anti-horária
    
    

      
Secador de Ar
      
Regenerativo sem aquecimento (2 × 8 L torres ZMS); Pressão de Projeto 8 kg/cm²; Temp Máx 55 °C
    
    

      
Pré-Filtro
      
Classificação 1 µm Vela Cerâmica; Pressão de Projeto 8 kg/cm²; 100 × 600 mm
    
    

      
Filtro de Carvão Ativado
      
Volume 12 L; Pressão de Projeto 8 kg/cm²; Carvão Ativado (50 mesh)
    
    

      
Módulo PSA
      
2 × (150 × 1000 mm, 16 L) torres CMS; Pureza de Saída até 99,9%; Vazão 0,5–5 Nm³/h; Potência de Entrada 200 W
    
    

      
Capacidade do Tanque de Amortecimento
      
60 L (600 × 1250 mm); Pressão de Projeto 8 kg/cm²
    
    

      
Saída do Reforçador
      
Hidráulico de Estágio Único; Saída Máx 200 bar
    
    

      
Pistão do Reforçador
      
Ø 70 mm Bronze; Barril Tubo Retificado Italiano; Válvulas de Retenção ½″ MNPT (Abertura 1 psi, 250 bar)
    
    

      
Bomba Hidráulica
      
Dowty 40 L/min, 132 bar; 3 HP, 220 VAC
    
    

      
Reservatório Hidráulico
      
Tanque MS 250 L; Filtro EPE 10 µm; Peneira 100 µm
    
    

      
Manômetros
      
6 × SS 304, mostrador 4″, 0–10 kg/cm²
    
    

      
Pressostatos
      
2 × Tipo Bourdon, 0–10 kg/cm²
    
    

      
Rotâmetro
      
½″, 0,5–5 Nm³/h a 5,5 kg/cm²
    
    

      
PLC
      
Siemens, 12 DI / 8 DO, 12 V DC
    
    

      
Dessecantes
      
ZMS (2 × 8 L, 12 kg), CMS (2 × 16 L, 18 kg total), Carvão Ativado (12 kg), Alumina Ativada (15 kg)
    
  


6. Aplicações
 • Enchimento de Cilindros de Gás: Geração e reforço de cilindros de nitrogênio no local até 200 bar, sem depender de nitrogênio engarrafado.  
 • Tratamento Térmico & Metalurgia: Atmosfera inerte para operações de fornos, recozimento e têmpera.  
 • Eletrônicos & Semicondutores: Ambiente com baixo oxigênio para soldagem, limpeza de PCBs e prevenção de umidade.  
 • Embalagem de Alimentos: Purga com nitrogênio para prolongar a vida útil, deslocando o oxigênio.  
 • Usos Laboratoriais & Analíticos: Gás de purga para cromatografia gasosa, espectrometria de massa e preservação de amostras.  
 • Manutenção em Óleo & Gás: Purga de tubulações e equipamentos com nitrogênio puro, prevenindo oxidação e umidade.  

7. Manutenção & Diretrizes de Segurança

7.1 Verificações Diárias  
 • Verificar nível de óleo do motor diesel e óleo hidráulico.  
 • Confirmar suprimento de ar e sequência correta do secador & PSA.  
 • Observar operação das válvulas solenóides e manuais.  

7.2 Verificações Semanais  
 • Drenar condensado do pré-filtro cerâmico e verificar umidade no filtro de carvão ativado.  
 • Inspecionar correias de polia e apertar conexões.  

7.3 Verificações Mensais & Anuais  
 • Substituir ou completar ZMS e CMS a cada 12–15 meses.  
 • Verificar vedações do reforçador hidráulico e substituir se necessário.  
 • Lubrificar rolamentos do compressor e reforçador.  

7.4 Precauções de Segurança  
 • Sempre seguir o manual de manutenção antes de qualquer serviço.  
 • Deixar o equipamento esfriar antes de tocar em superfícies quentes.  
 • Manter distância segura; modificações não autorizadas anulam a garantia.  
 • Nunca ajustar componentes sob pressão; usar EPI adequado.  
 • Evitar inalação de gases expelidos na regeneração do PSA e secador.  

8. Vantagens & Benefícios
 • Operação Off-Grid: Motor diesel permite geração de nitrogênio em locais remotos sem eletricidade.  
 • Alta Pureza & Pressão: PSA até 99,9% de pureza; reforçador até 200 bar.  
 • Custo-Efetivo: Elimina custos de cilindros externos; manutenção simples.  
 • Modular & Portátil: Design em skid facilita movimentação.  
 • Construção Robusta: Vasos conforme IS 2825, peneiras CECA e motor Graeves Cotton.  
 • Sequenciamento Automático: PLC controla válvulas e pressostatos, reduzindo carga operacional.  

9. Pedido & Suporte

 • Referência do Modelo: MN2MS – Planta Manual de Nitrogênio com Compressor Diesel & Reforçador Hidráulico  

 • Escopo Padrão de Fornecimento:  
    - Motor Diesel & Compressor de Ar (skid completo)  
    - Secador Sem Aquecimento & Pré-Filtros (vela cerâmica, carvão ativado)  
    - Módulo PSA (torres duplas CMS, tubulação, válvulas, PLC)  
    - Reforçador Hidráulico & Unidade de Potência  
    - Instrumentação (manômetros, pressostatos, válvulas, rotâmetro)  
    - Painel Elétrico (PLC Siemens, fiação, indicadores)  
    - Manual de Instalação, Manutenção e Lista de Peças  

 • Acessórios Opcionais:  
    - Kit de partida elétrica para motor diesel (12 V)  
    - Cilindros extras de armazenamento e coletor  
    - Plataforma skid personalizada ou cabine acústica  
    - Pacote de monitoramento remoto (pureza/vazão online)  

 • Suporte Técnico & Pós-Venda:  
    – Assistência de comissionamento por técnicos treinados.  
    – Contratos anuais de manutenção preventiva, troca de peneiras e filtros.  
    – Linha de suporte 24/7 para problemas e peças.  

10. Conclusão
A Planta Manual de Geração de Nitrogênio oferece uma solução completa para indústrias e laboratórios que necessitam de uma fonte confiável de nitrogênio no local. Com motor diesel robusto, tecnologia PSA de alta eficiência e reforçador hidráulico, o sistema fornece nitrogênio de alta pureza até 200 bar. Compacto, portátil e fácil de operar, reduz custos operacionais e dependência de fornecedores externos, garantindo produção contínua mesmo em locais remotos.

Para cotações e pedidos personalizados, contate nossa equipe técnica de vendas. Nossos engenheiros estão prontos para ajudar a selecionar a configuração ideal às suas necessidades.