Generatori di azoto a membrana

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Il principio di funzionamento di un generatore di azoto a membrana prevede l'uso di membrane in fibra cava composte da polimeri che consentono la permeazione selettiva. Quando l'aria compressa passa attraverso queste membrane, ossigeno, anidride carbonica e vapore acqueo permeano le pareti della membrana, mentre l'azoto viene trattenuto e raccolto come gas prodotto. Questo processo di separazione dei gas è guidato dalla differenza nei tassi di permeabilità dei vari gas, con conseguente generazione efficiente di azoto.

1. Compressione dell'aria
Il processo inizia con la compressione dell'aria ambiente mediante un compressore d'aria. La compressione dell'aria aumenta la pressione, che è essenziale per il successivo processo di separazione. Il compressore garantisce un'alimentazione costante di aria, che è la materia prima per la generazione di azoto.

2. Trattamento dell'aria
Prima che l'aria compressa possa essere introdotta nel modulo a membrana, deve essere trattata per rimuovere i contaminanti. Ciò comporta il filtraggio dell'aria per eliminare olio, acqua e particelle che potrebbero danneggiare le membrane o ridurne l'efficienza. La fase di trattamento dell'aria include spesso filtri a coalescenza, filtri a carbone attivo ed essiccatori d'aria per garantire che l'aria sia pulita e asciutta.

3. Separazione della membrana
L'aria compressa trattata viene quindi fatta passare attraverso il modulo a membrana, che contiene migliaia di membrane in fibra cava realizzate con polimeri speciali. Queste fibre consentono la permeazione selettiva in base ai diversi tassi di permeabilità dei gas.

4. Raccolta di azoto
L'azoto, ora separato dagli altri componenti dell'aria, viene raccolto quando esce dal modulo a membrana. La purezza dell'azoto può essere controllata regolando la pressione e la portata dell'aria compressa che entra nelle membrane. L'azoto ad alta purezza è quindi pronto per essere erogato all'applicazione finale

Quando si confronta la generazione di azoto a membrana con la generazione di azoto ad assorbimento a sbalzo di pressione (PSA), emergono diverse differenze chiave. I generatori di azoto a membrana utilizzano la permeazione selettiva attraverso membrane in fibra cava per separare l'azoto dall'aria compressa, creando una soluzione più compatta, efficiente dal punto di vista energetico e a bassa manutenzione. Sono particolarmente adatte per applicazioni che richiedono livelli di purezza dell'azoto fino al 99,5%. 
 

Al contrario, i generatori PSA utilizzano un processo di cicli di pressione alternata per adsorbire e desorbire i gas utilizzando setacci molecolari al carbonio, che possono raggiungere purezze di azoto più elevate, fino al 99,9995%. Tuttavia, i sistemi PSA sono generalmente più ingombranti, consumano più energia e richiedono una manutenzione più complessa a causa della ciclicità e delle parti in movimento. Pertanto, mentre i generatori di azoto PSA sono ideali per esigenze di purezza estremamente elevata, i generatori di azoto a membrana offrono un'opzione più snella ed economica per un'ampia gamma di applicazioni industriali