Come funziona un generatore di azoto - Atlas Copco Italia
Atlas Copco Italia - Compressori
Le nostre soluzioni
Utensili e Soluzioni Industriali
Soluzioni
Industrie nostre clienti
Utensili e Soluzioni Industriali
Power Technique
Soluzioni
Prodotti
Power Technique
Sistemi di accumulo di energia
Specialty Rental
Soluzioni
Compressori
Soluzioni
Prodotti
Compressori
Prodotti e soluzioni
Soluzioni
Trapani
Prodotti e soluzioni
Flotta noleggio
Prodotti e soluzioni
Sistemi di accumulo di energia

Come funziona un generatore di azoto

L'aria che respiriamo è costituita per il 78% circa da azoto. L'azoto a purezza più elevata offre un'ampia varietà di applicazioni pratiche in molti settori. Le aziende che utilizzano l'azoto possono trarre vantaggio dall'autoproduzione di azoto

Contattaci per saperne di più

8 aprile 2022

Tempo di lettura stimato: 5 minuti

Autoproduzione di azoto

Immagine animata che mostra il simbolo dell'azoto
L'azoto è il veicolo che consente all'ossigeno di sostenere la vita sul nostro pianeta. Ma, grazie a una gamma di caratteristiche che lo rendono ideale per molte applicazioni industriali, non ci tiene "solo" in vita. La più importante delle sue caratteristiche è che l'azoto è un gas inerte, il che significa che reagisce lentamente con altre sostanze. Questo lo rende ideale per qualsiasi applicazione in cui sia necessario prevenire l'ossidazione lenta (ad esempio la corrosione delle schede di circuito nell'industria elettronica) o l'ossidazione rapida (ad esempio, esplosioni o incendi). Inoltre, è inodore e incolore, il che significa che l'azoto è un mezzo ideale da utilizzare nell'industria alimentare e delle bevande, ad esempio per estendere la data di scadenza dei prodotti alimentari. Grazie a queste proprietà, non sorprende che l'azoto sia sempre richiesto in molti settori, dall'industria automobilistica e chimica all'acquacoltura e allo stampaggio a iniezione.

Azoto: il gas più abbondante al mondo

Fortunatamente, l'azoto è disponibile in abbondanza e costituisce la maggior parte dell'aria che respiriamo. Ma ciò non significa che sia pronto per l'uso in tutte le suddette applicazioni industriali così come in molte altre. L'azoto può essere ottenuto in tre modi. Le aziende possono noleggiare un serbatoio di azoto in loco, far consegnare il gas in bombole ad alta pressione o autoprodurlo. Molte aziende si rendono conto rapidamente che le prime due opzioni, che si basano su un fornitore, sono poco pratiche, inefficienti e costose. Fortunatamente, ci sono modi per autoprodurre l'azoto e controllarne la quantità, la purezza e la pressione per qualsiasi applicazione e garantire una fornitura infinita di azoto disponibile 24 ore su 24.

 

In questo modo, l'autoproduzione di azoto migliora la flessibilità della produzione e, poiché non è coinvolto alcun fornitore terzo, elimina i costi ricorrenti di elaborazione degli ordini, rifornimento e consegna, liberando lo spazio altrimenti necessario per lo stoccaggio delle bombole di azoto.

Come funziona un generatore di azoto

In sostanza, questo è il funzionamento di un generatore di azoto: separa le molecole di azoto dalle molecole di ossigeno all'interno dell'aria compressa, producendo un'erogazione purificata di azoto. La generazione di azoto può essere eseguita con un generatore di azoto a membrana o PSA (Pressure Swing Adsorption) collegato a un compressore. Ma quale tecnologia utilizzare? Dipende dalla qualità dell'azoto richiesta. Se, ad esempio, è necessario semplicemente gonfiare gli pneumatici o utilizzare l'azoto per prevenire/sopprimere gli incendi, è sufficiente un basso livello di purezza dell'azoto del 90-99% e un generatore di azoto a membrana. Tuttavia, un generatore di azoto PSA è necessario per ottenere livelli di purezza molto elevati, pari al 99,999% o 10 ppm (parti per milione) o persino superiori, ad esempio per l'industria alimentare o per lo stampaggio delle materie plastiche.

 

Oltre a consentire alle aziende di controllare la quantità di azoto che desiderano produrre con la pressione e il grado di purezza desiderati, l'autoproduzione del gas presenta altri vantaggi. Non si è più soggetti a fluttuazioni dei prezzi sul mercato, è possibile risparmiare sui costi di trasporto e si evitano ritardi. Inoltre, le aziende che autoproducono l'azoto non devono affrontare i rischi per la sicurezza derivanti dalla movimentazione di bombole ad alta pressione, non devono incorrere in sprechi dovuti all'evaporazione o restituire bombole ad alta pressione che non possono mai essere svuotate completamente. Con il tempo, l'investimento iniziale per un generatore di azoto viene ripagato poiché i costi di esercizio sono notevolmente inferiori rispetto all'approvvigionamento di azoto da terze parti.

 

Guarda questo video per saperne di più sull'azoto

Generatori di azoto a membrana

Immagine che mostra l'applicazione di aria compressa e di una soluzione di azoto
Questa tecnologia scinde l'aria nei suoi gas costituenti facendo passare aria compressa economica attraverso membrane semipermeabili costituite da fasci di fibre cave individuali. Ciascuna fibra è molto piccola, ha una sezione trasversale perfettamente circolare e un foro uniforme attraverso il centro. A un'estremità del modulo, l'aria compressa è introdotta nelle fibre e viene a contatto con la membrana mentre scorre attraverso i fori delle fibre. Ossigeno, vapore acqueo e altri gas residui permeano facilmente la fibra della membrana e vengono scaricati, ma l'azoto è contenuto all'interno della membrana e scorre attraverso la porta di uscita. Poiché il vapore acqueo permea attraverso la membrana, il flusso di azoto gassoso è molto secco, con bassi punti di rugiada fino a -50 °C (-58 °F).

La tecnologia a membrana è semplice ed efficiente, con unità compatte e all-in-one che richiedono poca manutenzione e nessun costo di esercizio. È ideale per le applicazioni in cui il flusso di azoto richiesto è relativamente basso e i livelli di purezza non superano il 99%. La tecnologia a membrana ha un investimento iniziale inferiore rispetto alle tecnologie a flusso elevato/purezza elevata, come PSA (Pressure Swing Adsorption).

Generatori di azoto con tecnologia PSA (Pressure Swing Adsorption)

Immagine che mostra un'applicazione di generatori di azoto in una fabbrica
L'adsorbimento è il processo in cui atomi, ioni o molecole di una sostanza (aria compressa in questo caso) aderiscono alla superficie di un adsorbente. Un generatore PSA isola l'azoto e gli altri gas presenti nel flusso d'aria compressa (ossigeno, CO2 e vapore acqueo) vengono adsorbiti, lasciando essenzialmente azoto puro. La tecnologia PSA cattura l'ossigeno dal flusso di aria compressa quando le molecole si legano a un setaccio molecolare al carbonio. Ciò si verifica in due serbatoi a pressione separati (torre A e torre B), ciascuno riempito con un setaccio molecolare al carbonio, che passano da un processo di separazione a un processo di rigenerazione.

L'aria compressa pulita e secca entra nella torre A. Poiché le molecole di ossigeno sono più piccole delle molecole di azoto, passano attraverso i pori del setaccio. Le molecole di azoto non possono entrare nei pori, quindi bypassano il setaccio producendo azoto della purezza desiderata. Questa fase è chiamata fase di adsorbimento o separazione. La maggior parte dell'azoto prodotto nella torre A esce dal sistema, pronto per l'uso diretto o lo stoccaggio.

Successivamente, una piccola parte dell'azoto generato fluisce nella torre B nella direzione opposta. Questo flusso spinge fuori l'ossigeno catturato nella precedente fase di adsorbimento della torre B. Rilasciando la pressione nella torre B, i setacci molecolari al carbonio perdono la loro capacità di trattenere le molecole di ossigeno, che si staccano dai setacci e vengono trasportate dal piccolo flusso di azoto proveniente dalla torre A. Questo processo di "pulizia" fa sì che le nuove molecole di ossigeno possano aderire ai setacci in una fase successiva di adsorbimento.

La tecnologia PSA consente un flusso continuo di azoto ad alta capacità nelle applicazioni più impegnative a livelli di purezza fino al 99,999%. I generatori PSA hanno un costo d'investimento iniziale maggiore rispetto ai generatori a membrana, ma offrono i vantaggi di un flusso più elevato e livelli di purezza più elevati richiesti in alcuni settori e applicazioni.

Consulta un esperto di sistemi dell'aria per scoprire qual è la soluzione migliore per l'autoproduzione di azoto.

Trattamento aria e gas Compressori e gruppi elettrogeni NGM⁺ Compressori d'aria Sistemi per la produzione di azoto Sistemi di generazione di azoto e ossigeno NGM