Che cos'è un compressore di azoto?
Un compressore di azoto è un componente di un sistema per purificare l'azoto dall'aria ordinaria e conservarlo in uno stato pressurizzato in una camera cilindrica. La maggior parte dei sistemi di compressione dell'azoto a partire dal 2011 lavora sul modello di adsorbimento dell'oscillazione di pressione (PSA), sebbene esistano anche altri metodi commercialmente praticabili. I prodotti chimici adsorbenti nel processo reagiscono con altri elementi nell'aria come l'ossigeno per separarli dal presente azoto, che viene quindi incanalato in una forma pura in una camera del compressore di azoto. Nel processo di PSA, circa dal 30% al 35% dell'aria in pressione che attraversa il sistema viene espulso nuovamente nell'ambiente circostante, che è principalmente composto da ossigeno, e l'azoto residuo può essere puro fino al 99,9995%.
Un tipico sistema PSA utilizza un setaccio molecolare al carbonio per adsorbire l'ossigeno e tracciare i gas inerti presenti nell'aria normale. Quest'aria viene pressurizzata e incanalata attraverso due torri di adsorbimento collegate prima che l'azoto purificato sia completamente rimosso e immagazzinato in un terzo serbatoio del compressore di azoto di uguali dimensioni. Il processo è piuttosto semplice perché l'atmosfera ordinaria contiene già il 78% di azoto e il 21% del restante 22% di gas è ossigeno.
Il setaccio molecolare al carbonio che viene utilizzato per l'adsorbimento del gas ha la forma di una serie di fibre cave interconnesse che lavorano per permeare l'acqua e l'ossigeno, che possono quindi essere scaricate nell'ambiente esterno. Aumentare la velocità del processo di separazione quando il gas passa sopra il setaccio può ridurre la purezza del prodotto finale di azoto fino al 90%, e questo viene fatto in base alle esigenze del settore utilizzandolo in termini di purezza e volume. Il prodotto finale del gas del compressore di azoto viene generalmente immagazzinato ad un intervallo di pressione da 102 a 123 libbre per pollice quadrato (da 703 a 848 kg pascali). Ulteriore purificazione del gas del compressore di azoto può anche essere fatta passando sopra un catalizzatore riscaldato nel processo PSA, che brucia qualsiasi idrocarburo, riducendolo a un livello inferiore a 0,1 parti per milione.
La compressione dell'azoto gassoso è diventata una caratteristica comune ed economica di molte industrie ed è vista come una soluzione più economica rispetto all'acquisto delle bombole di azoto liquefatto. L'industria petrolifera utilizza azoto compresso come gas inerte per prevenire esplosioni in aree dove sarebbero altrimenti presenti ossigeno e altri gas infiammabili. L'azoto viene anche utilizzato per temperare e brasare i metalli nella metallurgia, per applicazioni di pulizia industriale e come agente di raffreddamento nella produzione di vetro.