Compresor de gas mixto

Una mezcla de gases no es un solo gas, sino una combinación de varios gases como hidrógeno, monóxido de carbono, metano y dióxido de carbono, mezclados en proporciones específicas. Se utiliza ampliamente en aplicaciones como gas de alimentación para síntesis química, recuperación de gas asociado a yacimientos de petróleo y gas, y gases de protección electrónica. En comparación con los fluidos monocomponentes, el riesgo de explosión, la corrosividad y las propiedades termodinámicas de las mezclas de gases varían dinámicamente con la composición, lo que impone mayores exigencias a la selección de compresores y al diseño de seguridad. El principio fundamental de su diseño de seguridad es basarse en un informe preciso de análisis de la composición del gas, identificando el componente individual más peligroso como referencia para el diseño a prueba de explosiones, de materiales y de procesos. Además, en la proporción estequiométrica, la presión máxima de explosión de una mezcla de gases puede alcanzar de 7 a 8 veces la presión inicial. Por lo tanto, un diseño riguroso del sistema basado en el componente peligroso es de vital importancia.

Compresor alternativo de mezcla de gases

COMPRESOR DE DIAFRAGMA

COMPRESOR DE PISTÓN

Ventajas del compresor de diafragma de mezcla de gases:

01

Garantía de cero fugas e integridad de los componentes:

El diafragma metálico aísla completamente el gas de proceso del aceite lubricante, logrando un funcionamiento 100 % libre de aceite y cero fugas externas. Esto es fundamental para prevenir la acumulación de mezclas de gases inflamables o explosivas y para mantener la proporción de componentes especificada en la mezcla sin contaminación por aceite ni dilución con aire, eliminando así los riesgos de seguridad causados por fugas.
02

Excelente adaptabilidad a materiales y medios:

Las partes en contacto con el fluido del cabezal del diafragma (como el diafragma y la cavidad) pueden seleccionarse a medida en función de los componentes más corrosivos o reactivos de la mezcla de gas; por ejemplo, se puede utilizar acero inoxidable 316L, Hastelloy, etc. Esta flexibilidad garantiza la compatibilidad a largo plazo entre el compresor y los componentes complejos del gas, evitando fallos prematuros del diafragma o la contaminación del gas por corrosión del material.

Puntos clave de diseño para compresores de diafragma de mezcla de gases:

01

Diseño eléctrico y a prueba de explosiones basado en el componente más peligroso:

La clasificación de resistencia a explosiones del sistema eléctrico debe determinarse en función del componente con la clasificación de grupo de gases más alta y la temperatura de autoignición más baja en la mezcla. Todos los motores, instrumentos y cajas de conexiones deben cumplir con las certificaciones de resistencia a explosiones correspondientes. Además, el armario de control debe integrar un detector de concentración de gas combustible para monitorear el entorno alrededor del compresor, activándose la ventilación de emergencia cuando la concentración supere el límite.
02

Control estricto de la temperatura y protección del diafragma:

La temperatura de descarga es fundamental para prevenir la descomposición térmica del gas o el sobrecalentamiento del diafragma. El diseño debe emplear sistemas eficientes de compresión multietapa y enfriamiento entre etapas para mantener la temperatura de descarga final dentro de un rango seguro. Un sistema de monitoreo de rotura del diafragma es estándar; la falla de cualquier capa del diafragma activará inmediatamente una alarma y el apagado, impidiendo que el gas ingrese al lado del aceite o que el aceite ingrese al sistema de proceso.
03

Sistemas de seguridad interbloqueados que se adaptan a las características de la mezcla de gases:

Además de la presión de aceite, la presión de agua y los sistemas de seguridad contra sobrepresión convencionales, es fundamental prestar especial atención a la estabilidad de la composición del gas de entrada. Si el proceso lo permite, se recomienda un analizador de gases en línea para monitorizar las variaciones en la concentración de los componentes clave. El sistema debe contar con conexiones de purga de gas inerte (p. ej., nitrógeno) para la purga previa al arranque y el mantenimiento/sellado de la presión posterior al apagado, evitando así la entrada de aire que podría generar mezclas explosivas o provocar reacciones químicas indeseadas.

Certificado

SELECCIÓN DE MODELOS

Maestro

Compresor de diafragma de mezcla de gases

Modelo G70Z/G95Z/G110Z/G130Z	Carrera del pistón 70 mm~130 mm	Fuerza máxima del pistón 10 kN~30 kN
Presión máxima de descarga 70 MPa	Rango de flujo 1~500Nm³/h	Potencia del motor 2,2 kW~30 kW
Velocidad del cigüeñal 420 rpm	Método de enfriamiento Refrigerado por agua/refrigerado por aire

Compresor de diafragma para gases mixtos

Modelo G70V/G95V/G130V	Carrera del pistón 70 mm~130 mm	Fuerza máxima del pistón 10 kN~30 kN
Presión máxima de descarga 50 MPa	Rango de flujo 1~200 Nm³/h	Potencia del motor 2,2 kW~30 kW
Velocidad del cigüeñal 420 rpm	Método de enfriamiento Refrigerado por agua / Refrigerado por aire

Compresor de gas mixto a prueba de explosiones

Modelo G110L/G130L	Carrera del pistón 110 mm~130 mm	Fuerza máxima del pistón 20 kN~40 kN
Presión máxima de descarga 100 MPa	Rango de flujo 10~1000 Nm³/h	Potencia del motor 7,5 kW ~ 90 kW
Velocidad del cigüeñal 420 rpm	Método de enfriamiento Refrigerado por agua / Refrigerado por aire

Modelo G110D/G130D/G150D/ G180D/G182D/G210D	Carrera del pistón 110 mm~210 mm	Fuerza máxima del pistón 20 kN~160 kN
Presión máxima de descarga 100 MPa	Rango de flujo 30~2000 Nm³/h	Potencia del motor 22 kW~200 kW
Velocidad del cigüeñal 420 rpm	Método de enfriamiento Refrigerado por agua / Refrigerado por aire

GRAMO

Compresor de diafragma

CON

Carrera del pistón: 70 mm

Caudal (Nm³/h)

Presión de entrada (barg)

Presión de salida (barg)

No.	Modelo	agua de refrigeración	Fluir	Presión de entrada	Presión de salida	Dimensiones (largo × ancho × alto)	Peso	Potencia del motor
No.	Modelo	(L/h)	(Nm³/h)	(MPa)	(MPa)	(≈mm)	(≈kg)	(kW)
1	GZ-18/5-12	500	18	0,5	1.2	1000×800×1100	800	5.5
2	GZ-30/21-60	500	30	2.1	6	1100×800×1100	800	7.5
3	GZ-22/8-30	1000	22	0,8	3	1200×800×1100	800	11
4	GV-20/6-150	1000	20	0,6	15	1400×800×1100	900	11
5	GV-118/40-55	1000	118	4	5.5	1400×800×1100	1000	11
6	GV-160/10-30	2000	160	1	3	2600×1800×1600	3000	18.5
7	GL-55/3	1000	55	Atmosférico	0,3	2200×1800×1600	2800	11
8	GL-130/0.5-1	1500	130	0,05	1	2300×1800×1600	2800	11
9	GL-60/1-25	2000	60	1	2.5	2300×1800×1600	2800	22
10	GD-200/3-61	4500	200	0,3	6.1	3800×2300×1800	6000	45
11	GD-1000/20-120	10000	1000	2	12	4200×3200×2200	12000	132
12	GD-950/12-126	15000	950	1.2	12.6	4200×3500×2200	12000	160

Las dimensiones y el peso del equipo son solo de referencia, y el diseño final será el que prevalezca.

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ESTUDIO DE CASO

Rusia
ESTADOS UNIDOS
España
Kazajistán

Ventajas del compresor de pistón de mezcla de gases:

01

Gran adaptabilidad al flujo y alta rentabilidad:

Los compresores de pistón ofrecen una amplia gama de caudales por unidad, capaces de satisfacer las necesidades de procesamiento de mezclas de gases desde cientos hasta decenas de miles de metros cúbicos por hora. Al procesar mezclas de gases industriales con composiciones relativamente estables y caudales elevados, su coste de inversión y eficiencia energética operativa suelen ser más ventajosos, lo que los hace especialmente adecuados como equipo de refuerzo en la línea de proceso principal.
02

Diseño estructural flexible y comodidad de mantenimiento:

El número de etapas, el diámetro del cilindro y la velocidad de rotación se pueden configurar de forma flexible según los requisitos de presión y caudal de la mezcla de gases. Para mezclas que contienen polvo o trazas de líquido, se pueden instalar dispositivos de separación y filtración de alta eficiencia en la entrada. Su estructura modular también facilita el mantenimiento rutinario y la sustitución de las piezas de desgaste.

Puntos clave de diseño para compresores de pistón de mezcla de gases:

01

Análisis detallado de la composición y diseño personalizado:

Antes de comenzar el diseño, es necesario obtener la composición completa de la mezcla de gases, las proporciones de los componentes y los posibles rangos de variación. Con base en esto, se calculan las propiedades del gas para determinar con precisión el volumen del cilindro, la carga del vástago del pistón, los requisitos de refrigeración, etc. La selección de materiales debe ser compatible con todos los componentes, prestando especial atención a los materiales prohibidos.
02

Control de temperatura crítica y limitación de velocidad del pistón:

La temperatura de descarga en cada etapa debe controlarse rigurosamente para evitar la carbonización del aceite lubricante (en sistemas lubricados con aceite) o la falla de los sellos (en sistemas sin aceite) debido al sobrecalentamiento, o incluso la descomposición del gas. Para mezclas de gases ligeros, como las ricas en hidrógeno, la velocidad promedio del pistón debe limitarse para reducir el calor generado por la fricción. El uso de un sistema de enfriamiento eficiente de la camisa del cilindro y de enfriadores posteriores a la etapa es una medida necesaria.
03

Sistemas de enclavamiento de seguridad multinivel y gestión de fugas:

El sistema debe estar equipado con protección integral contra sobrecalentamiento, incluyendo alta temperatura de descarga, baja presión de aceite lubricante, falla del agua de refrigeración, baja presión de succión y alta presión de descarga. Para mezclas de gases inflamables y explosivos, el sistema de empaquetadura del vástago del pistón es fundamental para la prevención de fugas, utilizando generalmente un sello amortiguador de nitrógeno para dirigir el gas filtrado a una antorcha o sistema de recuperación. El cárter debe estar equipado con ventilación a presión positiva o sellado con gas inerte para evitar la entrada de gas de proceso. La descarga de las válvulas de seguridad debe dirigirse a un lugar seguro.

Certificado

SELECCIÓN DE MODELOS

Tipo Z

Tipo V/W

Tipo M

Tipo D

Carrera del pistón 80 mm, 95 mm	Fuerza del pistón 10 kN～25 kN
Fuerza 7,5 kW-55 kW	Número de bancos de cilindros 1/2
Velocidad del cigüeñal 740 rpm, 980 rpm	Número de etapas de compresión 1/2/3/4
Modo de conducción Motor eléctrico, motor diésel, motor de gas natural

Carrera del pistón 92 mm, 95 mm, 105 mm, 120 mm	Fuerza del pistón 25 kN, 45 kN, 65 kN
Número de etapas de compresión 1/2/3/4	Número de bancos de cilindros 2/3/4
Velocidad del cigüeñal 740 rpm, 980 rpm	Fuerza 15 kW-220 kW
Modo de conducción Motor eléctrico, motor diésel, motor de gas natural

Carrera del pistón 92 mm ~ 315 mm	Fuerza del pistón 45 kN~660 kN
Número de etapas de compresión 1/2/3/4	Número de bancos de cilindros 4
Velocidad del cigüeñal 300 rpm ~ 980 rpm	Fuerza 160 kW-3000 kW
Modo de conducción Motor eléctrico, motor diésel, motor de gas natural

Carrera del pistón 92 mm ~ 315 mm	Fuerza del pistón 25 kN~200 kN
Número de etapas de compresión 1/2/3/4	Número de bancos de cilindros 2
Velocidad del cigüeñal 300 rpm ~ 980 rpm	Fuerza 30 kW - 1000 kW
Modo de conducción Motor eléctrico, motor diésel, motor de gas natural

CON

Tipo vertical

Sin aceite / F: Refrigerado por aire

2.1

Caudal volumétrico real (m³/min)

0,15

Presión de entrada (barg)

Presión de salida (barg)

N.º de serie	Modelo	Fluir	Presión de entrada	Presión de salida	Potencia del motor
N.º de serie	Modelo	(Nm³/h)	(MPa)	(MPa)	(kW)
1	ZW-2.1/0.15-15	120	0,015	1.5	22
2	ZW-0.9/6-25	320	0,6	2.5	30
3	ZW-0.63/3-200	120	0,3	20	37
4	VW-7.0/0.1-1.0	400	0,01	0.1	18.5
5	VW-2.0/2-36	300	0,2	3.6	45
6	VW-0,84/5-(150-200)	250	0,5	15-20	55
7	DW-13/18-22	12500	1.8	2.2	185
8	DW-6.7/38-53	14450	3.9	5.3	250
9	DW-0,85/10-150	480	1	15	90
10	MW-15/3.5-28	3000	0,35	2.8	400
11	MW-9.0/3-250	1500	0,3	25	500
12	MW-130/1.5	6800	0	0,15	250