Generazione di azoto con la tecnologia PSA (Pressure Swing Adsorption).

Come funziona l'adsorbimento con oscillazione di pressione?

Quando produci il tuo azoto, è importante conoscere e comprendere il livello di purezza che desideri raggiungere.Alcune applicazioni richiedono livelli di purezza bassi (tra il 90 e il 99%), come il gonfiaggio dei pneumatici e la prevenzione incendi, mentre altre, come le applicazioni nell'industria alimentare e delle bevande o nello stampaggio di materie plastiche, richiedono livelli elevati (dal 97 al 99,999%).In questi casi la tecnologia PSA è la soluzione ideale e più semplice da percorrere.

In sostanza un generatore di azoto funziona separando le molecole di azoto dalle molecole di ossigeno all'interno dell'aria compressa.Il sistema Pressure Swing Adsorption esegue questa operazione intrappolando l'ossigeno dal flusso di aria compressa mediante l'adsorbimento.L'adsorbimento avviene quando le molecole si legano ad un adsorbente, in questo caso le molecole di ossigeno si attaccano ad un setaccio molecolare di carbonio (CMS).Ciò avviene in due recipienti a pressione separati, ciascuno riempito con un CMS, che commutano tra il processo di separazione e il processo di rigenerazione.Per il momento chiameremo torre A e torre B.

Per cominciare, l'aria compressa pulita e secca entra nella torre A e poiché le molecole di ossigeno sono più piccole delle molecole di azoto, entreranno nei pori del setaccio al carbonio.Le molecole di azoto invece non possono entrare nei pori quindi bypasseranno il setaccio molecolare del carbonio.Di conseguenza, ti ritroverai con l'azoto della purezza desiderata.Questa fase è chiamata fase di adsorbimento o separazione.

Tuttavia, la situazione non si ferma qui.La maggior parte dell'azoto prodotto nella torre A esce dal sistema (pronto per l'uso diretto o lo stoccaggio), mentre una piccola parte dell'azoto generato viene convogliata nella torre B nella direzione opposta (dall'alto verso il basso).Questo flusso è necessario per espellere l'ossigeno catturato nella precedente fase di adsorbimento della torre B. Rilasciando la pressione nella torre B, i setacci molecolari di carbonio perdono la loro capacità di trattenere le molecole di ossigeno.Si staccheranno dai setacci e verranno trasportati attraverso lo scarico dal piccolo flusso di azoto proveniente dalla torre A. In questo modo il sistema fa spazio affinché nuove molecole di ossigeno si attacchino ai setacci in una successiva fase di adsorbimento.Chiamiamo questo processo di "pulizia" rigenerazione di una torre satura di ossigeno.

Innanzitutto, il serbatoio A è nella fase di assorbimento mentre il serbatoio B si rigenera.Nella seconda fase entrambi i vasi equalizzano la pressione per prepararsi al cambio.Dopo il cambio, il serbatoio A inizia a rigenerarsi mentre il serbatoio B genera azoto.

A questo punto la pressione in entrambe le torri si equalizzerà e cambieranno fase da adsorbente a rigenerante e viceversa.Il CMS nella torre A si saturerà, mentre la torre B, a causa della depressurizzazione, potrà riavviare il processo di adsorbimento.Questo processo è noto anche come "oscillazione di pressione", il che significa che consente a determinati gas di essere catturati a pressione più elevata e rilasciati a pressione più bassa.Il sistema PSA a due torri consente la produzione continua di azoto al livello di purezza desiderato.