8 aprile 2022
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Autoproduzione di azoto
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.
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Generatori di azoto a membrana
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)
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.
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