Czy powietrze może wytwarzać azot?

Globalny dostawca rozwiązań w zakresie separacji i oczyszczania gazów przemysłowych, a także ochrony środowiska

Azot ma szerokie zastosowanie w przemyśle – jest wykorzystywany do zapobiegania utlenianiu w obróbce cieplnej metali, do zachowania świeżości w pakowaniu żywności oraz do uszczelniania gazem obojętnym w produkcji chemicznej.

Chociaż około 78% powietrza to azot, efektywne i ekonomiczne oddzielenie azotu o wysokiej czystości od powietrza nie jest łatwe. W porównaniu z tradycyjną metodą dostarczania ciekłego azotu, generator azotu PSA (urządzenie do produkcji azotu metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej) stał się głównym rozwiązaniem do produkcji azotu na miejscu dzięki swojej prostej konstrukcji, niskiemu zużyciu energii i szybkiemu uruchomieniu. Jego zasada działania nie może być oddzielona od kluczowego materiału – sita molekularnego węglowego.

Sita molekularne węglowe to rodzaj mikroporowatego adsorbentu wytwarzanego z węgla. Ich rozkład wielkości porów jest niezwykle precyzyjny, mieszcząc się dokładnie w krytycznym zakresie dyfuzji cząsteczek tlenu i azotu.

Produkcja azotu metodą PSA wykorzystuje właśnie tę zasadę „separacji dynamicznej”:

• Cząsteczki tlenu mają mniejszą objętość i szybszą szybkość dyfuzji, dzięki czemu mogą być selektywnie adsorbowane przez sito molekularne węglowe.
• Cząsteczki azotu dyfundują wolno i mają trudności z wejściem do mikroporów, gromadząc się w fazie gazowej.

Oznacza to, że gdy powietrze przepływa przez wieżę adsorpcyjną, cząsteczki tlenu są adsorbowane, podczas gdy cząsteczki azotu pozostają. Ten pozornie prosty proces fizyczny jest w rzeczywistości wynikiem precyzyjnej kontroli czasu, ciśnienia i przepływu.

System PSA zazwyczaj składa się z dwóch wież adsorpcyjnych, które naprzemiennie pracują w trybie adsorpcji i regeneracji, aby zapewnić ciągłą produkcję azotu.

• Adsorpcja pod ciśnieniem
  Sprężone powietrze wpływa do wieży adsorpcyjnej. Cząsteczki tlenu są selektywnie adsorbowane przez sito molekularne węglowe. Gaz wypływający z góry wieży to azot o wysokiej czystości.
• Regeneracja pod obniżonym ciśnieniem
  Gdy sito molekularne węglowe osiągnie punkt nasycenia adsorpcji, ciśnienie wewnątrz wieży spada, a cząsteczki tlenu są desorbowane i usuwane. Adsorbent odzyskuje swoją aktywność.

Jeśli obie wieże pracują naprzemiennie, można osiągnąć ciągłe dostarczanie azotu. Cały proces jest w pełni zautomatyzowany i nie wymaga ręcznej obsługi. Po włączeniu zasilania można uzyskać czysty azot o czystości od 95% do 99,9995%.