Μπορεί ο αέρας να "παράγει άζωτο"; Αυτό το άρθρο εξηγεί την αρχή λειτουργίας των γεννητριών αζώτου PSA με εύκολο τρόπο

Ένας παγκόσμιος πάροχος λύσεων διαχωρισμού και καθαρισμού βιομηχανικών αερίων, καθώς και λύσεων προστασίας του περιβάλλοντος

Το άζωτο έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στον βιομηχανικό τομέα - χρησιμοποιείται για την πρόληψη της οξείδωσης στη θερμική επεξεργασία μετάλλων, για τη διατήρηση της φρεσκάδας στη συσκευασία τροφίμων και για τη στεγανοποίηση με αδρανές αέριο στην χημική παραγωγή.

Αν και περίπου το 78% του αέρα είναι άζωτο, δεν είναι εύκολο να διαχωριστεί αποτελεσματικά και οικονομικά άζωτο υψηλής καθαρότητας από τον αέρα. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή μέθοδο παροχής υγρού αζώτου, η γεννήτρια αζώτου PSA (συσκευή παραγωγής αζώτου με προσρόφηση υπό πίεση) έχει γίνει η κύρια λύση παραγωγής αζώτου επί τόπου λόγω της απλής δομής της, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και της γρήγορης εκκίνησης. Η αρχή της δεν μπορεί να διαχωριστεί από ένα βασικό υλικό - το ανθρακικό μοριακό κόσκινο.

Τα ανθρακικά μοριακά κόσκινα είναι ένας τύπος μικροπορώδους προσροφητικού υλικού κατασκευασμένο από άνθρακα. Η κατανομή του μεγέθους των πόρων τους είναι εξαιρετικά ακριβής, πέφτοντας ακριβώς εντός του κρίσιμου εύρους για τη διάχυση μορίων οξυγόνου και αζώτου.

Η παραγωγή αζώτου PSA χρησιμοποιεί ακριβώς αυτή την αρχή της "δυναμικής διαίρεσης":

• Τα μόρια οξυγόνου έχουν μικρότερο όγκο και ταχύτερο ρυθμό διάχυσης, και μπορούν να προσροφηθούν προτιμησιακά από το ανθρακικό μοριακό κόσκινο.
• Τα μόρια αζώτου διαχέονται αργά και δυσκολεύονται να εισέλθουν στους μικροπόρους, συσσωρεύοντας έτσι στην αέρια φάση.

Αυτό σημαίνει ότι όταν ο αέρας περνά μέσα από τον πύργο προσρόφησης, τα μόρια οξυγόνου προσροφώνται ενώ τα μόρια αζώτου παραμένουν πίσω. Αυτή η φαινομενικά απλή φυσική διαδικασία είναι στην πραγματικότητα το αποτέλεσμα ακριβούς ελέγχου του χρόνου, της πίεσης και του ρυθμού ροής.

Το σύστημα PSA συνήθως αποτελείται από δύο πύργους προσρόφησης, οι οποίοι εναλλάσσονται μεταξύ προσρόφησης και αναγέννησης για να επιτευχθεί συνεχής παραγωγή αζώτου.

• Προσρόφηση υπό πίεση
  Συμπιεσμένος αέρας εισέρχεται στον πύργο προσρόφησης. Τα μόρια οξυγόνου προσροφώνται προτιμησιακά από το ανθρακικό μοριακό κόσκινο. Η έξοδος αερίου από την κορυφή του πύργου είναι άζωτο υψηλής καθαρότητας.
• Αναγέννηση υπό αποσυμπίεση
  Όταν το ανθρακικό μοριακό κόσκινο φτάσει στο σημείο κορεσμού προσρόφησης, η πίεση εντός του πύργου μειώνεται και τα μόρια οξυγόνου απορροφώνται και εκκενώνονται. Ο προσροφητικός παράγοντας ανακτά τότε την δραστηριότητά του.

Εάν οι δύο πύργοι λειτουργούν εναλλάξ, μπορεί να επιτευχθεί συνεχής παροχή αζώτου. Ολόκληρη η διαδικασία είναι πλήρως αυτοματοποιημένη και δεν απαιτεί χειροκίνητη λειτουργία. Μόλις ενεργοποιηθεί, μπορεί να παραχθεί καθαρό άζωτο με καθαρότητα έως και 95% έως 99,9995%.