O ar pode "produzir nitrogênio"? Este artigo explica o princípio de funcionamento dos geradores de nitrogênio PSA de forma fácil de entender

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O nitrogénio tem uma ampla gama de aplicações no campo industrial - é utilizado para prevenir a oxidação no tratamento térmico de metais, para preservar a frescura nas embalagens de alimentos,e para vedação de gases inertes na produção química.

Embora cerca de 78% do ar seja constituído por nitrogénio, não é fácil separar o nitrogénio de alta pureza do ar de forma eficiente e econômica.O gerador de nitrogénio PSA (dispositivo de produção de nitrogénio por adsorção por oscilação sob pressão) tornou-se a solução de produção de nitrogénio no local mais utilizada devido à sua estrutura simples.O seu princípio não pode ser separado de um material chave - peneira molecular de carbono.

As peneiras moleculares de carbono são um tipo de adsorvente microporoso feito a partir de carvão.que se encontram precisamente dentro do intervalo crítico para a difusão de moléculas de oxigénio e nitrogénio.

A produção de nitrogénio PSA utiliza precisamente este princípio de "separação dinâmica":

• As moléculas de oxigênio têm um volume menor e uma taxa de difusão mais rápida, e podem ser preferencialmente adsorvidas pela peneira molecular de carbono.
• As moléculas de nitrogénio difundem-se lentamente e têm dificuldade em penetrar nos microporos, acumulando-se assim na fase gasosa.

Isto significa que, quando o ar passa pela torre de adsorção, as moléculas de oxigénio são adsorvidas enquanto as moléculas de nitrogénio são deixadas para trás.Este processo físico aparentemente simples é na verdade o resultado de um controle preciso ao longo do tempo, pressão e caudal.

O sistema PSA consiste geralmente em duas torres de adsorção, que alternam entre adsorção e regeneração para obter uma produção contínua de azoto.

• Adsorção sob pressão
  O ar comprimido entra na torre de adsorção. As moléculas de oxigênio são preferencialmente adsorvidas pela peneira molecular de carbono. A saída de gás do topo da torre é nitrogênio de alta pureza.
• Regeneração de redução de pressão
  Quando a peneira molecular de carbono atinge seu ponto de saturação de adsorção, a pressão dentro da torre diminui e as moléculas de oxigênio são desabsorvidas e descarregadas.O adsorvente retoma então a sua actividade.

Se as duas torres operarem alternadamente, pode-se obter um fornecimento contínuo de nitrogênio.Nitrogénio puro, com uma pureza de até 95% a 99%,0,9995% podem ser produzidos.