Setaccio molecolare per la produzione di azoto

In campo industriale, il generatore di azoto è ampiamente utilizzato nell'industria petrolchimica, di liquefazione del gas naturale, metallurgica, alimentare, farmaceutica ed elettronica. I prodotti azotati del generatore di azoto possono essere utilizzati come gas strumentale, ma anche come materie prime industriali e refrigerante, un'apparecchiatura necessaria nella produzione industriale. Il processo di generazione di azoto si divide principalmente in tre tipologie: metodo di separazione ad aria fredda profonda, metodo di separazione a membrana e metodo di adsorbimento a variazione di pressione con setaccio molecolare (PSA).
Il metodo di separazione ad aria fredda profonda sfrutta il principio del diverso punto di ebollizione dell'ossigeno e dell'azoto presenti nell'aria, producendo azoto liquido e ossigeno liquido attraverso il principio di compressione, refrigerazione e distillazione a bassa temperatura. Questo metodo può produrre azoto liquido e ossigeno liquido a bassa temperatura su larga scala; lo svantaggio è l'elevato investimento richiesto, generalmente utilizzato per soddisfare la domanda di azoto e ossigeno nell'industria metallurgica e chimica.
Il metodo di separazione a membrana utilizza l'aria come materia prima, in determinate condizioni di pressione, utilizzando ossigeno e azoto nella membrana con diversi gradi di permeabilità per separare ossigeno e azoto. Questo metodo presenta i vantaggi di una struttura semplice, dell'assenza di valvole di commutazione, di un volume ridotto, ecc. Tuttavia, poiché il materiale della membrana dipende principalmente dalle importazioni, il prezzo attuale è elevato e la velocità di penetrazione è bassa, quindi viene utilizzato principalmente per scopi speciali con flussi ridotti, come le macchine mobili per la produzione di azoto.
Il metodo di adsorbimento a pressione con setaccio molecolare (PSA) utilizza l'aria come materia prima, il setaccio molecolare al carbonio come adsorbente, il principio di adsorbimento a pressione, l'uso del setaccio molecolare al carbonio per l'adsorbimento di ossigeno e azoto e il metodo di separazione di ossigeno e azoto. Questo metodo presenta le caratteristiche di un flusso di processo semplice, un elevato grado di automazione, un basso consumo energetico e un'elevata purezza dell'azoto, ed è la tecnologia più utilizzata. Prima che l'aria entri nella torre di adsorbimento umano, l'acqua presente nell'aria deve essere essiccata per ridurre l'erosione dell'acqua sul setaccio molecolare e prolungarne la durata. Nel processo convenzionale di produzione di azoto PSA, la torre di essiccazione viene comunemente utilizzata per rimuovere l'umidità dall'aria. Quando la torre di essiccazione è satura d'acqua, viene soffiata indietro con aria secca per realizzarne la rigenerazione.