O uso generalizado de nitrogênio em processos industriais torna vital que os operadores entendam e empreguem as técnicas de geração de nitrogênio mais eficientes. Embora o nitrogênio ocorra livremente na natureza, ele não está prontamente disponível em sua forma mais útil. O nitrogênio é normalmente misturado com outros gases componentes do ar que podem ter um efeito indesejável nos processos de fabricação industrial.

Os fabricantes aprenderam a separar nitrogênio e oxigênio do ar atmosférico para aproveitar os benefícios do gás nitrogênio. Como um participante chave no espaço tecnológico de membrana e adsorção, a GENERON^® (GNS) fornece soluções de extração de nitrogênio de alta qualidade que garantem a geração de gás nitrogênio de alta pureza que atende a todos os requisitos industriais.

Por que buscar a produção de nitrogênio a partir do ar?

O nitrogênio em sua forma diatômica é abundante na natureza como um dos principais componentes do ar. O nitrogênio constitui aproximadamente 78% (em volume) do ar. Isso o torna uma fonte gratuita e prontamente disponível de nitrogênio – eliminando a necessidade de síntese química complexa.

Como o nitrogênio é separado para uso industrial? A extração de nitrogênio do ar é possível forçando o ar ambiente através de vários tipos de processos de geração.

Como separar o nitrogênio do ar

Existem três métodos padrão usados ​​para extrair nitrogênio do ar listados abaixo:

• Destilação criogênica
• Adsorção do balanço de pressão
• Geração de nitrogênio de membrana

Todas as três técnicas podem ser usadas para produzir nitrogênio de alta pureza para uso industrial.

Destilação Criogênica

Esta técnica especializada de destilação fracionada produz nitrogênio de alta pureza. No entanto, este é um dos exemplos mais complicados de como extrair nitrogênio do ar.

O processo envolve puxar o ar ambiente para a instalação de destilação usando um dispositivo de compressão. O ar comprimido é então resfriado a cerca de 10°C antes de passar por uma série de filtros para eliminar umidade, óleo, vapor de água e outros contaminantes.

Uma vez que o ar tenha sido limpo, ele é canalizado através de um trocador de calor para um motor de expansão. A rápida expansão do gás comprimido dentro do motor fará com que sua temperatura caia abaixo de seu ponto de condensação (aproximadamente -195,8°C dentro de 1 atmosfera de pressão) e se liquefaça. Uma vez alcançada a liquefação, uma fração de nitrogênio de alta pureza é destilada do ar e canalizada para unidades de armazenamento.

Geração Mecânica de Nitrogênio

Os métodos mecânicos de separação de nitrogênio exploram as diferentes propriedades físicas dos gases componentes do ar para obter a extração de nitrogênio. Em comparação com a destilação fracionada, a separação mecânica de nitrogênio é um exemplo menos complicado de como obter gás nitrogênio do ar.

Essas técnicas geralmente envolvem um dos dois processos:

• Geração de nitrogênio por adsorção de oscilação de pressão
• Geração de nitrogênio de membrana

Esses processos dependem da velocidade diferencial de deslocamento e adsorção por membranas e peneiras moleculares para gerar nitrogênio.

Adsorção do balanço de pressão

A extração de nitrogênio do ar usando a tecnologia de adsorção de oscilação de pressão é baseada na adsorção e dessorção preferencial de oxigênio e outros contaminantes gasosos por uma peneira de carbono molecular alojada em duas torres adsortivo-dessortivas.

O procedimento envolve duas etapas que são coordenadas simultaneamente.

A adsorção  remove oxigênio, vapor e outras impurezas de um fluxo de ar pressurizado, permitindo que o nitrogênio flua para uma unidade de coleta/armazenamento. Este processo continuará até que a peneira molecular dentro da torre adsortiva esteja completamente saturada.

A dessorção  é uma reversão do processo de adsorção que liberou o oxigênio aprisionado do material da peneira dentro de uma torre de dessorção. Este processo irá regenerar a peneira molecular em prontidão para um novo ciclo de adsorção.

Geração de Nitrogênio por Membrana

A geração de nitrogênio por membrana usa membranas de fibra oca para separar os gases constituintes do ar. A superfície da membrana é exclusivamente moldada em fibras ocas que aumentam a área de superfície para uma permeação mais rápida.

O processo envolve puxar o ar atmosférico para o gerador, comprimi-lo e passá-lo por uma série de filtros antes da separação do gás. Uma vez comprimido, o ar é canalizado através de um filtro de alta eficiência para remover o vapor de água e outras impurezas particuladas.

O ar seco mais limpo é então exposto a um purificador de carvão ativado que remove quaisquer partículas remanescentes ou contaminantes gasosos. Após a exposição às membranas, um fluxo de gás rico em nitrogênio pode ser coletado para uso industrial.

Os componentes de geração de nitrogênio de membrana incluem:

• Coalescedores de filtro de alimentação
• Aquecedores de imersão
• Filtros de carvão ativado
• Filtros de partículas

Benefícios da geração de nitrogênio do ar

Extrair nitrogênio do ar tem vários benefícios. As vantagens mais significativas de gerar nitrogênio a partir do ar estão listadas abaixo:

• A matéria-prima é o ar que está prontamente disponível em todos os ambientes e locais
• A energia necessária para geração é limitada apenas à alimentação do compressor de ar nos métodos de geração mecânica

Os geradores de nitrogênio GENERON^® (GNS) são a solução que você está procurando

Nas últimas quatro décadas, a GENERON permaneceu comprometida em fornecer aos seus clientes as soluções de geração de nitrogênio mais eficientes. Nossos serviços são direcionados para alcançar a máxima produtividade industrial, mantendo a relação custo-benefício.

Nossos geradores de nitrogênio incorporam a mais recente tecnologia de membrana e adsorção, o que os torna exclusivamente adequados para uma ampla gama de aplicações industriais.

Entre em contato conosco hoje para uma cotação ou para obter mais informações sobre os serviços de geração de nitrogênio que oferecemos.