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generatore di azoto , noto anche come generatore di gas di azoto, funziona separando il gas di azoto (N2) dall'aria circostante, che consiste di circa il 78% di azoto e il 21% di ossigeno, insieme a tracce di altri gas. Esistono due metodi principali con cui i generatori di azoto ottengono questa separazione: adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA) e separazione a membrana. Ecco come funziona ciascun metodo:
1. Adsorbimento con oscillazione di pressione (PSA):
Il processo PSA si basa sulle caratteristiche di adsorbimento differenziale dei gas su un materiale adsorbente solido, tipicamente setacci molecolari di carbonio. Ecco una spiegazione passo passo di come funziona un generatore di azoto PSA:
Fase di adsorbimento: il processo inizia con una coppia di colonne di adsorbimento riempite con setacci molecolari di carbonio. Durante questa fase, l'aria compressa (contenente ossigeno, azoto e altri gas) viene introdotta in una colonna, mentre l'altra colonna rimane inattiva.
Adsorbimento selettivo: i setacci molecolari del carbonio hanno una maggiore affinità per l'ossigeno e altre impurità rispetto all'azoto. Di conseguenza, i setacci assorbono l'ossigeno e altri gas traccia, consentendo all'azoto di passare relativamente senza ostacoli.
Produzione di azoto: il gas arricchito di azoto viene quindi raccolto dalla colonna attiva ed erogato come gas prodotto. Questo azoto è di elevata purezza, generalmente compreso tra il 95% e il 99,999% a seconda dell'applicazione e del design del generatore.
Cambio di colonna: dopo un tempo predeterminato o quando la colonna attiva è satura di gas adsorbiti, le colonne si scambiano i ruoli. La colonna precedentemente attiva entra nella fase di desorbimento, mentre l'altra colonna diventa attiva per la produzione di azoto.
Fase di desorbimento: durante questa fase, i gas adsorbiti vengono rilasciati dalla colonna satura riducendo la pressione. Questo processo, noto come desorbimento o rigenerazione, prepara la colonna per il successivo ciclo di adsorbimento.
Funzionamento continuo: il generatore alterna ciclicamente le fasi di adsorbimento e desorbimento, garantendo una fornitura continua di gas azoto di elevata purezza.
2. Separazione della membrana:
I generatori di azoto a membrana utilizzano un principio diverso per separare l'azoto dall'aria in base alle differenze di permeabilità del gas attraverso una membrana semipermeabile. Ecco come funziona un generatore di azoto a membrana:
Materiale della membrana: il generatore contiene una membrana costituita da un materiale con permeabilità selettiva. Questa membrana consente alle molecole di azoto di passare più facilmente rispetto alle molecole di ossigeno e ad altri gas.
Compressione dell'aria: l'aria compressa viene fornita su un lato della membrana. Questa aria compressa contiene una miscela di ossigeno e azoto.
Separazione del gas: mentre l'aria scorre attraverso la membrana, le molecole di azoto si diffondono attraverso la membrana più facilmente delle molecole di ossigeno. Questa permeazione selettiva si traduce in un flusso di azoto arricchito su un lato della membrana e un flusso arricchito di ossigeno sull'altro lato.
Raccolta dell'azoto: il gas arricchito di azoto viene raccolto dal lato della membrana in cui è permeato, mentre il flusso arricchito di ossigeno può essere rilasciato o ulteriormente trattato secondo necessità.
Funzionamento continuo: i generatori di azoto a membrana forniscono una fornitura continua di gas azoto finché l'aria compressa viene fornita al sistema.
Sia i generatori di azoto PSA che quelli a membrana offrono fonti affidabili di azoto gassoso con diversi livelli di purezza e portate, rendendoli adatti per un'ampia gamma di applicazioni industriali, commerciali e scientifiche. La scelta tra questi metodi dipende da fattori quali la purezza richiesta, la portata e i requisiti applicativi specifici.
