Planta de gás nitrogênio PSA

A tecnologia de produção de ar para nitrogênio com utilização de processos de adsorção em geradores de nitrogênio é bem estudada e amplamente aplicada em instalações industriais para recuperação de nitrogênio de alta pureza.

O princípio operacional de um gerador de nitrogênio que utiliza a tecnologia de adsorção é baseado na dependência das taxas de adsorção apresentadas por vários componentes da mistura gasosa em relação aos fatores de pressão e temperatura. Entre as plantas de adsorção de nitrogênio de vários tipos, o gerador de gás nitrogênio PSA encontrou a aplicação mais ampla em todo o mundo.

O projeto do sistema é baseado na regulação da adsorção de gás e regeneração do adsorvente por meio da mudança de pressão em dois vasos contendo adsorvente-adsorvente. Este processo requer temperatura constante, próxima da ambiente. Com este processo, o nitrogênio é produzido pela planta acima da pressão atmosférica, enquanto a regeneração do adsorvente é realizada abaixo da pressão atmosférica.

O processo de adsorção oscilante em cada um dos dois adsorvedores consiste em dois estágios que duram alguns minutos. Na fase de adsorção, oxigênio, H₂O e CO₂as moléculas se difundem na estrutura dos poros do adsorvente, enquanto as moléculas de nitrogênio podem viajar através do recipiente que contém o adsorvente. Na fase de regeneração, os componentes adsorvidos são liberados do adsorvente liberado para a atmosfera. O processo é então repetido múltiplas vezes.

Alta pureza de nitrogênio:

As plantas geradoras de gás nitrogênio PSA permitem a produção de nitrogênio de alta pureza a partir do ar, que os sistemas de membrana não são capazes de fornecer – até 99,9995% de nitrogênio. Mas na maioria dos casos eles não produzem mais de 98,8% de nitrogênio, sendo o restante argônio que não é separado do nitrogênio pelo processo PSA usual. O argônio normalmente não é um problema, pois o argônio é mais inerte que o nitrogênio. Esta pureza do azoto também pode ser assegurada por sistemas criogénicos, mas são consideravelmente mais complexos e justificados apenas pelos grandes volumes de consumo. Os geradores de nitrogênio usam tecnologia CMS (peneira molecular de carbono) para produzir um fornecimento contínuo de nitrogênio de altíssima pureza e estão disponíveis com ou sem compressores internos.

Baixos custos operacionais:

Através da substituição de instalações de separação de ar obsoletas, as poupanças na produção de azoto excedem largamente os 50%. O custo líquido do azoto produzido pelos geradores de azoto é significativamente inferior ao custo do azoto engarrafado ou liquefeito.

Impacto ambiental:

A geração de gás nitrogênio pela PSA é uma abordagem sustentável, ecologicamente correta e energeticamente eficiente para fornecer gás nitrogênio puro, limpo e seco. Em comparação com a energia necessária para uma planta de separação criogênica do ar e a energia necessária para transportar o nitrogênio líquido da planta para a instalação, o nitrogênio gerado consome menos energia e cria muito menos gases de efeito estufa.

Indústrias de alimentos e bebidas:

No momento em que são produzidos alimentos ou bebidas, ou colhidas frutas e vegetais, inicia-se um processo de envelhecimento até a completa decomposição dos produtos. Isto é causado por reações químicas com oxigênio, bactérias e outros organismos. Geradores são usados ​​para inundar os produtos com N2 que desloca o oxigênio e prolonga significativamente a vida útil do produto porque esses organismos não podem se desenvolver. Além disso, a degradação química dos alimentos causada pela oxidação pode ser eliminada ou interrompida.

Química analítica:

O gerador de gás nitrogênio PSA é necessário para várias formas de química analítica, como cromatografia líquida – espectrometria de massa e cromatografia gasosa, onde um fornecimento estável e contínuo de nitrogênio é necessário.

Indústrias químicas e petroquímicas:

A aplicação primária e muito importante do nitrogênio nas indústrias química e petroquímica é o fornecimento de ambiente inerte destinado a garantir a segurança industrial geral durante a limpeza e proteção de vasos de processo. Além disso, o nitrogênio é utilizado para testes de pressão de dutos, transporte de agentes químicos e regeneração de catalisadores utilizados em processos tecnológicos.

Proteção contra incêndio:

A indústria de proteção contra incêndio utiliza gás nitrogênio para duas aplicações diferentes – supressão de incêndio e prevenção de corrosão. Geradores de nitrogênio são usados ​​em sistemas de prevenção de incêndio por ar hipóxico para produzir ar com baixo teor de oxigênio que suprimirá um incêndio. Para evitar a corrosão, geradores de nitrogênio são usados ​​no lugar ou em conjunto com um sistema de ar comprimido para fornecer gás nitrogênio de supervisão no lugar de ar para tubulação seca e sistemas de sprinklers de pré-ação contra incêndio.

Indústria petrolífera:

Na indústria petrolífera, o nitrogênio é um componente indispensável em diversos processos. Mais comumente, o nitrogênio é usado para criar um ambiente inerte para prevenir explosões e para segurança contra incêndio e para apoiar o transporte e transferência de hidrocarbonetos. Além disso, o nitrogênio é usado para testes e purga de dutos, limpeza de vasos tecnológicos e limpeza de transportadores de gás liquefeito e instalações de armazenamento de hidrocarbonetos.

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