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gerador de nitrogênio , também conhecido como gerador de gás nitrogênio, funciona separando o gás nitrogênio (N2) do ar circundante, que consiste em aproximadamente 78% de nitrogênio e 21% de oxigênio, juntamente com vestígios de outros gases. Existem dois métodos principais pelos quais os geradores de nitrogênio conseguem essa separação: adsorção por oscilação de pressão (PSA) e separação por membrana. Veja como cada método funciona:
1. Adsorção com oscilação de pressão (PSA):
O processo PSA depende das características diferenciais de adsorção de gases em um material adsorvente sólido, normalmente peneiras moleculares de carbono. Aqui está uma explicação passo a passo de como funciona um gerador de nitrogênio PSA:
Fase de Adsorção: O processo começa com um par de colunas de adsorção preenchidas com peneiras moleculares de carbono. Durante esta fase, o ar comprimido (contendo oxigênio, nitrogênio e outros gases) é introduzido em uma coluna, enquanto a outra coluna permanece inativa.
Adsorção seletiva: As peneiras moleculares de carbono têm maior afinidade com oxigênio e outras impurezas do que com nitrogênio. Como resultado, as peneiras adsorvem o oxigênio e outros gases residuais, permitindo que o nitrogênio passe relativamente desimpedido.
Produção de nitrogênio: O gás enriquecido com nitrogênio é então coletado da coluna ativa e entregue como gás produto. Este nitrogênio é de alta pureza, normalmente variando de 95% a 99,999% dependendo da aplicação e do projeto do gerador.
Troca de Colunas: Após um tempo pré-determinado ou quando a coluna ativa está saturada com gases adsorvidos, as colunas trocam de função. A coluna anteriormente ativa entra na fase de dessorção, enquanto a outra coluna passa a ser ativa para produção de nitrogênio.
Fase de Dessorção: Durante esta fase, os gases adsorvidos são liberados da coluna saturada reduzindo a pressão. Este processo, conhecido como dessorção ou regeneração, prepara a coluna para o próximo ciclo de adsorção.
Operação Contínua: O gerador alterna entre as fases de adsorção e dessorção de forma cíclica, garantindo um fornecimento contínuo de gás nitrogênio de alta pureza.
2. Separação de membrana:
Os geradores de nitrogênio por membrana usam um princípio diferente para separar o nitrogênio do ar com base nas diferenças na permeabilidade do gás através de uma membrana semipermeável. Veja como funciona um gerador de nitrogênio de membrana:
Material da Membrana: O gerador contém uma membrana feita de um material com permeabilidade seletiva. Esta membrana permite que as moléculas de nitrogênio passem mais facilmente do que as moléculas de oxigênio e outros gases.
Compressão de Ar: O ar comprimido é fornecido a um lado da membrana. Este ar comprimido contém uma mistura de oxigênio e nitrogênio.
Separação de gases: À medida que o ar flui através da membrana, as moléculas de nitrogênio se difundem através da membrana mais facilmente do que as moléculas de oxigênio. Esta permeação selectiva resulta numa corrente de azoto enriquecido num lado da membrana e numa corrente enriquecida em oxigénio no outro lado.
Coleta de nitrogênio: O gás enriquecido com nitrogênio é coletado do lado da membrana por onde penetrou, enquanto a corrente enriquecida com oxigênio pode ser liberada ou processada posteriormente conforme necessário.
Operação Contínua: Os geradores de nitrogênio de membrana fornecem um fornecimento contínuo de gás nitrogênio enquanto o ar comprimido for fornecido ao sistema.
Os geradores de nitrogênio PSA e de membrana oferecem fontes confiáveis de gás nitrogênio com diversos níveis de pureza e taxas de fluxo, tornando-os adequados para uma ampla gama de aplicações industriais, comerciais e científicas. A escolha entre esses métodos depende de fatores como pureza necessária, vazão e requisitos específicos de aplicação.
