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La producción in situ es buena para el medio ambiente

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Nitrógeno en soldadura selectiva, por ola o por reflujo

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Con la ayuda de un innovador concepto de generación de calor residual de gas, la generación de N2 se convierte en un sistema de descarbonización y protege el medio ambiente y su cartera al mismo tiempo. La generación propia también forma parte de la estrategia de sostenibilidad, que deja una huella de CO2 significativamente menor.

El nitrógeno (N2) se utiliza en la producción de productos electrónicos porque crea una atmósfera protectora que evita la oxidación durante la soldadura y garantiza así una calidad óptima del producto. Gracias a las últimas innovaciones técnicas de Inmatec, la generación in situ de N2 ofrece la posibilidad de hacer la producción mucho más respetuosa con el medio ambiente. La autogeneración de N2 también formará parte de la estrategia de sostenibilidad, ya que deja una huella de CO2 significativamente menor que el suministro de LIN (nitrógeno líquido).

La rentabilidad y la productividad son los objetivos principales de toda empresa. Por ello, las empresas siempre buscan formas de reducir costes para aumentar su competitividad. Al mismo tiempo, las exigencias legales en materia de protección del medio ambiente y descarbonización son cada vez mayores, lo que suele ir asociado a un aumento de los costes. Pero lo que a primera vista parecen objetivos contrapuestos se convierte en la práctica en una situación en la que todos ganan con la autogeneración de N2, de la que las empresas obtienen un doble beneficio.

Exigencia de soldaduras sin plomo

El nitrógeno se utiliza especialmente en el contexto de los procesos de soldadura selectiva, por ola o por reflujo. El gas inerte desplaza el oxígeno en los sistemas y evita la oxidación para conseguir conexiones soldadas de alta calidad en los conjuntos electrónicos. Se evita eficazmente la contaminación mediante la formación de escoria y bigotes y los correspondientes daños derivados (por ejemplo, cortocircuitos), y se reduce el consumo de soldadura y fundente. Además, el uso de nitrógeno, de acuerdo con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas) de la UE, es un requisito previo para la soldadura sin plomo.

El nitrógeno necesario para ello puede producirse in situ de forma respetuosa con el medio ambiente. Un generador de N2 utiliza la tecnología PSA para adsorber el nitrógeno del aire ambiente en la cantidad y calidad deseadas. El aire comprimido utilizado se genera mediante compresores. La desventaja en este caso es que la mayor parte de la energía eléctrica suministrada es convertida en calor por el compresor y se evapora sin ningún efecto. La solución sería un concepto innovador de generación de calor residual de gas que reduzca la necesidad de electricidad y al mismo tiempo haga utilizable la energía térmica generada.

El hidrógeno y la recuperación de calor ahorran energía

La producción de nitrógeno requiere diferentes cantidades de aire comprimido. Mientras que los sistemas convencionales requieren un factor de aire comprimido de 12 a 14, los nuevos tipos de sistemas PSA sólo consumen 6,7 - 7,0 m³ de aire comprimido por m³ (N2). Con la ayuda de un catalizador de hidrógeno NKat, la cantidad de aire comprimido necesaria se reduce considerablemente. En el proceso de dos etapas, el nitrógeno "crudo" se produce con una pureza del 99,9%, y luego, con la ayuda del hidrógeno, se produce una pureza del 99,999 - 99,9999% en la segunda etapa. De este modo, se pueden producir mayores cantidades de nitrógeno de alta pureza con una necesidad de aire comprimido significativamente reducida (factor de aire comprimido a partir de 3,0), con lo que se puede ahorrar hasta un 70% de la cantidad de electricidad requerida por las tecnologías PSA convencionales.

Además, el calor residual del compresor de aire puede recuperarse para mejorar el balance energético de la autogeneración. Mediante la tecnología de recuperación de calor (WRG), el calor residual se utiliza como aire caliente o agua caliente para calentar salas y procesos. Al utilizar el calor residual, se suelen sustituir y ahorrar los combustibles fósiles.El hidrógeno y la recuperación de calor ahorran energía

La producción de nitrógeno requiere diferentes cantidades de aire comprimido. Mientras que los sistemas convencionales requieren un factor de aire comprimido (DLF) de 12 a 14, los nuevos tipos de sistemas PSA sólo consumen 6,7 - 7,0 m³ DL / m³ (N2). Con la ayuda de un catalizador de hidrógeno NKat, la cantidad de aire comprimido necesaria se reduce considerablemente. En el proceso de dos etapas, el nitrógeno "crudo" se produce con una pureza del 99,9%, y luego, con la ayuda del hidrógeno, se produce una pureza del 99,999 - 99,9999% en la segunda etapa. De este modo, se pueden producir mayores cantidades de nitrógeno de alta pureza con una necesidad de aire comprimido significativamente reducida (factor de aire comprimido a partir de 3,0), con lo que se puede ahorrar hasta un 70% de la cantidad de electricidad requerida por las tecnologías PSA convencionales.

Además, el calor residual del compresor de aire puede recuperarse para mejorar el balance energético de la autogeneración. Mediante la tecnología de recuperación de calor, el calor residual se utiliza como aire caliente o agua caliente para calentar salas y procesos. Al utilizar el calor residual, se suelen sustituir y ahorrar los combustibles fósiles.

Acción sostenible

Las directrices legales fomentan el cambio hacia una mayor sostenibilidad. Las empresas siguen cada vez más las directrices ESG de la UE, que exigen una actuación sostenible en los ámbitos ecológico, social y jurídico (gobernanza). La ley nacional de protección del clima del gobierno federal prevé que las emisiones de gases de efecto invernadero se reduzcan en un 55% para 2030. Además, la neutralidad de los gases de efecto invernadero debe alcanzarse en 2050. Las inversiones en tecnologías de ahorro de recursos y respetuosas con el medio ambiente para reducir la huella de CO2 (descarbonización) de los procesos industriales y proteger el clima se están convirtiendo en un factor esencial para el éxito empresarial a largo plazo. Para alcanzar estos objetivos, los gobiernos están estableciendo incentivos económicos en toda Europa. La Oficina Federal de Economía y Control de las Exportaciones (BAFA) apoya a las empresas fomentando la eficiencia energética y el calor de proceso procedente de energías renovables en la economía (EEW). La base para ello es el ahorro de CO2 que se consigue con una inversión. Para ello, se compara el consumo de energía de un sistema de ahorro energético con un sistema "convencional" de generación de nitrógeno.

Un ejemplo muestra el potencial de financiación y de ahorro energético:

Una empresa de electrónica que produce, por ejemplo, 100 m3 de nitrógeno por hora con una pureza de 5,0 consume 527.200 KWh de electricidad al año (por ejemplo, generador de nitrógeno IMT PNC 9700 sin NKat, necesidad de aire comprimido de 659 m3 / h, 283tCO2 / a). En cambio, con un sistema llave en mano (IMT PN KomPact 100 incl. catalizador de hidrógeno NKat, volumen de aire comprimido 300m3 / h, 129tCO2 / a), sólo se consumen 240.000 KWh de electricidad al año. El ahorro de CO2 resultante asciende a 154 toneladas al año y se financia con una subvención única de hasta 107.800 euros (dependiendo del tamaño de la empresa, 500-700 euros por tonelada de CO2 ahorrada), que se pagan a fondo perdido. La empresa también está reduciendo sus costes energéticos continuos en un 55%, ahorrando permanentemente 63.000 euros al año. Si se utiliza una tecnología de recuperación de calor adicional, también se pueden reducir los costes de calefacción. En este caso, estos ahorros ascienden a otros 18.400 euros al año, por lo que en total se consigue una reducción de costes económicos de 81.400 euros, cada año.

La descarbonización de los procesos industriales permite ahorrar costes

El desarrollo de un proceso de dos etapas para la producción de nitrógeno de alta pureza contribuye de forma significativa a la descarbonización del suministro de nitrógeno en la industria. Si se aprovecha también el calor residual de la producción de aire comprimido, se pueden conseguir fondos de hasta seis cifras, lo que facilita el cambio a productos con una baja huella de carbono.

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