In ambito industriale, i generatori di azoto sono ampiamente utilizzati nell'industria petrolchimica, nella liquefazione del gas naturale, nella metallurgia, nell'industria alimentare, farmaceutica ed elettronica. L'azoto prodotto dai generatori può essere utilizzato come gas per strumentazione, ma anche come materia prima industriale e refrigerante, rappresentando un'apparecchiatura indispensabile nella produzione industriale. Il processo di generazione dell'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 dell'aria a bassa temperatura si basa sul principio del diverso punto di ebollizione dell'ossigeno e dell'azoto presenti nell'aria, e sulla produzione di azoto liquido e ossigeno liquido attraverso i principi di compressione, refrigerazione e distillazione a bassa temperatura. Questo metodo consente di produrre azoto liquido e ossigeno liquido a bassa temperatura su larga scala; lo svantaggio è rappresentato dagli elevati investimenti iniziali, ed è 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 e, in determinate condizioni di pressione, fa passare ossigeno e azoto attraverso una membrana con diversa permeabilità. Questo metodo presenta vantaggi quali la semplicità della struttura, l'assenza di valvole di commutazione e il volume ridotto. Tuttavia, poiché il materiale della membrana è principalmente importato, il prezzo attuale è elevato e il tasso di penetrazione è basso; pertanto, viene utilizzato principalmente per applicazioni specifiche con flussi ridotti, come ad esempio nelle 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 di carbonio come adsorbente, sfrutta il principio dell'adsorbimento a pressione e impiega il setaccio molecolare di carbonio per l'adsorbimento e la separazione di ossigeno e azoto. Questo metodo presenta caratteristiche quali semplicità di processo, elevato grado di automazione, basso consumo energetico e alta purezza dell'azoto, ed è la tecnologia più diffusa. Prima che l'aria entri nella torre di adsorbimento, l'umidità presente nell'aria deve essere essiccata per ridurre l'erosione del setaccio molecolare e prolungarne la durata. Nel processo convenzionale di produzione di azoto PSA, si utilizza comunemente una torre di essiccazione per rimuovere l'umidità dall'aria. Quando la torre di essiccazione è satura d'acqua, viene soffiata aria secca al suo interno per rigenerarla.
Data di pubblicazione: 15 aprile 2023
