Tecnologia di assorbimento dell'oscillazione della pressione
La tecnologia di produzione aria-azoto con l'uso di processi di adsorbimento nei generatori di azoto è ben studiata e ampiamente applicata negli impianti industriali per il recupero di azoto di elevata purezza.
Il principio di funzionamento di un generatore di azoto che utilizza la tecnologia di adsorbimento si basa sulla dipendenza dei tassi di adsorbimento dei vari componenti della miscela di gas da fattori di pressione e temperatura. Tra gli impianti di assorbimento di azoto di vario tipo, il generatore di gas di azoto PSA ha trovato la più ampia applicazione a livello mondiale.
La progettazione del sistema si basa sulla regolazione dell'adsorbimento del gas e della rigenerazione dell'adsorbente mediante variazioni di pressione in due recipienti contenenti adsorbente-adsorbente. Questo processo richiede una temperatura costante, vicina a quella ambientale. Con questo processo, l'azoto viene prodotto dalla pianta a una pressione superiore a quella atmosferica, mentre la rigenerazione dell'adsorbente avviene a una pressione inferiore a quella atmosferica.
Il processo di adsorbimento oscillante in ciascuno dei due adsorbitori consiste in due fasi che durano pochi minuti. Nella fase di adsorbimento dell'ossigeno, H2O e CO2le molecole si diffondono nella struttura dei pori dell'adsorbente mentre le molecole di azoto possono viaggiare attraverso il recipiente contenente l'adsorbitore-adsorbente. Nella fase di rigenerazione i componenti adsorbiti vengono rilasciati dall'adsorbente scaricato nell'atmosfera. Il processo viene quindi ripetuto più volte.
L'avantaggidel PSA
Elevata purezza dell'azoto:
Gli impianti di generazione di gas di azoto PSA consentono la produzione di azoto ad elevata purezza dall'aria, che i sistemi a membrana non sono in grado di fornire, fino al 99,9995% di azoto. Ma nella maggior parte dei casi non producono più del 98,8% di azoto, mentre il resto è argon che non viene separato dall'azoto mediante il consueto processo PSA. L'argon normalmente non costituisce un problema, poiché l'argon è più inerte dell'azoto. Questa purezza dell'azoto può essere garantita anche da sistemi criogenici, ma questi sono notevolmente più complessi e giustificati solo da grandi volumi di consumo. I generatori di azoto utilizzano la tecnologia CMS (setaccio molecolare al carbonio) per produrre una fornitura continua di azoto ad altissima purezza e sono disponibili con compressori interni o senza.
Bassi costi operativi:
Con la sostituzione di impianti di frazionamento dell'aria ormai obsoleti il risparmio sulla produzione di azoto supera ampiamente il 50%. Il costo netto dell'azoto prodotto dai generatori di azoto è significativamente inferiore al costo dell'azoto in bottiglia o liquefatto.
Impatto ambientale:
La generazione di gas di azoto tramite PSA rappresenta un approccio sostenibile, rispettoso dell'ambiente ed efficiente dal punto di vista energetico per fornire gas di azoto puro, pulito e secco. Rispetto all’energia necessaria per un impianto criogenico di separazione dell’aria e all’energia necessaria per trasportare l’azoto liquido dall’impianto alla struttura, l’azoto generato consuma meno energia e crea molti meno gas serra.
Applicazioni dei generatori di azoto
Industrie alimentari e delle bevande:
Nel momento in cui si producono alimenti o bevande, o si raccolgono frutta e verdura, inizia un processo di invecchiamento fino al completo decadimento dei prodotti. Ciò è causato da reazioni chimiche con ossigeno, batteri e altri organismi. I generatori vengono utilizzati per inondare i prodotti con N2 che sostituisce l'ossigeno e prolunga significativamente la durata del prodotto perché questi organismi non possono svilupparsi. Inoltre, è possibile eliminare o arrestare la degradazione chimica degli alimenti causata dall'ossidazione.
Chimica analitica:
Il generatore di gas di azoto PSA è necessario per varie forme di chimica analitica come la cromatografia liquida-spettrometria di massa e la gascromatografia dove è necessaria una fornitura stabile e continua di azoto.
Industrie chimiche e petrolchimiche:
L'applicazione primaria e molto importante dell'azoto nelle industrie chimiche e petrolchimiche è la fornitura di un ambiente inerte volto a garantire la sicurezza industriale generale durante la pulizia e la protezione dei recipienti di processo. Inoltre, l'azoto viene utilizzato per prove di pressione nelle tubazioni, trasporto di agenti chimici e rigenerazione di catalizzatori usati nei processi tecnologici.
Protezione antincendio:
Il settore della protezione antincendio utilizza il gas azoto per due diverse applicazioni: soppressione degli incendi e prevenzione della corrosione. I generatori di azoto vengono utilizzati nei sistemi antincendio ad aria ipossica per produrre aria con un basso contenuto di ossigeno in grado di sopprimere un incendio. Per prevenire la corrosione, i generatori di azoto vengono utilizzati al posto o insieme a un sistema di aria compressa per fornire azoto di supervisione al posto dell'aria per tubi a secco e sistemi antincendio a preazione.
Industria petrolifera:
Nell'industria petrolifera, l'azoto è un componente indispensabile in numerosi processi. Più comunemente, l'azoto viene utilizzato per creare un ambiente inerte per prevenire esplosioni e per la sicurezza antincendio e per supportare il trasporto e il trasferimento di idrocarburi. Inoltre, l'azoto viene utilizzato per testare e spurgare le condutture, pulire i serbatoi tecnologici e pulire le navi trasportatrici di gas liquefatto e gli impianti di stoccaggio di idrocarburi.
Domande frequenti
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