Come scegliere il generatore di azoto giusto

Prima di determinare le specifiche del modello specifico, ad esempioproduzione di azotovelocità oraria, purezza dell'azoto, pressione in uscita e punto di rugiada: è essenziale condurre un confronto e un'analisi completi delle prestazioni e delle caratteristiche del generatore di azoto, effettuando al contempo le scelte appropriate in base alle condizioni ambientali esistenti.

Fabbisogno di azoto in vari settori

UN. Industrie metallurgiche e di lavorazione dei metalli Queste industrie possono richiedere azoto con una purezza superiore al 99,5%, mentre altre richiedono azoto ad elevata purezza con una purezza superiore al 99,9995% e un punto di rugiada inferiore a -65°C, a seconda delle specifiche esigenze di produzione di ciascun cliente.

b Industria chimica e dei nuovi materiali
In genere, i requisiti di purezza per l'azoto non sono elevati e molte applicazioni possono utilizzare azoto con una purezza superiore al 98%. Tuttavia, il fabbisogno effettivo dipende dal processo di produzione specifico del cliente.

c Industria Alimentare e Farmaceutica
La maggior parte delle industrie alimentari hanno fabbisogni di azoto relativamente bassi, essendo sufficiente una purezza compresa tra il 99,5% e il 99,9%. Tuttavia, una piccola parte dell'industria alimentare richiede una purezza del 99,99% a causa di esigenze di processo specifiche. L'industria farmaceutica richiede tipicamente azoto con una purezza del 99,99% e richiede apparecchiature in acciaio inossidabile.

L'industria elettronica generalmente ha requisiti elevati di azoto, che in genere richiede una purezza pari al 99,99% o superiore.

Confronto tra vari generatori di azoto

UN. Generatore di azoto criogenico per la separazione dell'aria
La separazione criogenica dell'aria è un metodo tradizionale di produzione di azoto con quasi decenni di storia. Utilizza l'aria come materia prima, che viene prima compressa e purificata, quindi liquefatta attraverso lo scambio di calore per formare aria liquida. L'aria liquida è principalmente una miscela di ossigeno liquido e azoto liquido. Sfruttando i loro diversi punti di ebollizione (alla pressione di 1 atmosfera, l'ossigeno bolle a -183°C e l'azoto a -196°C), la distillazione dell'aria liquida li separa per produrre azoto gassoso. Questo metodo prevede apparecchiature complesse, ingombro elevato, costi di costruzione elevati, investimenti iniziali sostanziali, spese operative relativamente elevate, produzione di gas lenta (12-24 ore), requisiti di installazione elevati e lunghi periodi di messa in servizio. Considerando i fattori relativi ad attrezzature, installazione e infrastruttura, per le unità inferiori a 3500 Nm³/h, i sistemi PSA della stessa capacità richiedono dal 20% al 50% in meno di investimenti rispetto alle unità criogeniche di separazione dell'aria. Pertanto, la separazione criogenica dell’aria è adatta per la produzione di azoto industriale su larga scala, mentre diventa antieconomica per applicazioni su media e piccola scala.

b Generatore di azoto ad adsorbimento con oscillazione della pressione PSA
Utilizzando l'aria come materia prima e i setacci molecolari di carbonio come adsorbenti, questo metodo impiega il principio dell'adsorbimento con oscillazione di pressione per separare l'azoto dall'ossigeno in base alle proprietà di adsorbimento selettivo dei setacci molecolari di carbonio. Questo processo è comunemente noto come generazione di azoto PSA. Sviluppata rapidamente negli anni ’70, rappresenta una nuova tecnologia per la produzione di azoto. Rispetto ai metodi tradizionali, PSA offre vantaggi quali flusso di processo semplice, elevato livello di automazione, produzione rapida di gas (15-30 minuti), basso consumo energetico, purezza del prodotto regolabile su un ampio intervallo in base alle esigenze dell'utente, funzionamento e manutenzione convenienti, bassi costi operativi e forte adattabilità delle apparecchiature. Di conseguenza, è altamente competitivo nei sistemi di generazione di azoto inferiori a 1.000 Nm³/h e ha guadagnato una crescente popolarità tra gli utenti di azoto su media e piccola scala. La generazione di azoto PSA è diventata la scelta preferita per tali utenti.

Generatore di azoto a membrana C
Utilizzando l'aria come materia prima, questo dispositivo separa l'ossigeno e l'azoto sfruttando le loro diverse velocità di permeazione attraverso una membrana in specifiche condizioni di pressione. Rispetto ad altre apparecchiature per la generazione di azoto, presenta una struttura più semplice, dimensioni più ridotte, assenza di valvole di commutazione, minori requisiti di manutenzione, produzione di gas più rapida (≤3 minuti) e facile espansione della capacità. È particolarmente adatto per gli utenti di medie e piccole dimensioni che richiedono una purezza dell'azoto ≤98%, offrendo un eccellente rapporto costo-efficacia. Tuttavia, quando la purezza dell'azoto supera il 98%, il suo prezzo è superiore di oltre il 15% rispetto a quello dei generatori di azoto PSA con le stesse specifiche.

Fattori che influenzano il costo dei generatori di azoto

1. Costo di acquisto una tantum dell'intero sistema. Attualmente ci sono molte marche sul mercato, con qualità e prezzo generalmente proporzionali.
2. Stabilità operativa dell'apparecchiatura e durata utile stimata.
3. Costi annuali di funzionamento, manutenzione e assistenza.
4. Spese giornaliere di elettricità e acqua.