Generazione di azoto con la tecnologia PSA (PSA, Pressure Swing Adsorption)

Quando si produce azoto in proprio, è molto importante conoscere e comprendere il livello di purezza che si desidera ottenere. Alcune applicazioni, come il gonfiaggio degli pneumatici e la prevenzione degli incendi, richiedono bassi livelli di purezza (fra il 90 e il 99%) mentre altri, come le applicazioni nel settore degli alimenti e delle bevande o lo stampaggio delle materie plastiche, richiedono alti livelli di purezza (dal 97 al 99,999%). In questi casi la tecnologia PSA rappresenta la soluzione ideale e il modo più semplice di procedere. In sostanza, un generatore di azoto agisce sull'aria compressa separando le molecole di azoto da quelle di ossigeno. La tecnologia PSA ottiene tale risultato imprigionando per adsorbimento l'ossigeno presente nel flusso di aria compressa. L'adsorbimento ha luogo quando le molecole si legano a un adsorbente; in questo caso le molecole di ossigeno si legano a un setaccio molecolare al carbonio (CMS, Carbon Molecular Sieve). Ciò accade in due serbatoi a pressione distinti, ciascuno riempito con un CMS, che commutano fra il processo di separazione e quello di rigenerazione. Per il momento, chiamiamoli torre A e torre B. Inizialmente l'aria compressa pulita e secca penetra nella torre A; essendo più piccole di quelle di azoto, le molecole di ossigeno penetrano nei pori del setaccio al carbonio, mentre quelle di azoto non riescono a introdursi nei pori e pertanto lo aggirano. In questo modo si ottiene infine azoto della purezza desiderata. Questa fase è detta di adsorbimento o di separazione. Il processo tuttavia non termina qui. La maggior parte dell'azoto prodotto nella torre A esce dal sistema (pronto per l'uso diretto o lo stoccaggio), mentre una piccola frazione viene introdotta nella torre B in direzione opposta (dall'alto verso il basso).