No setor industrial, o gerador de nitrogênio é amplamente utilizado nas indústrias petroquímica, de liquefação de gás natural, metalúrgica, alimentícia, farmacêutica e eletrônica. O nitrogênio produzido pelo gerador pode ser utilizado como gás de instrumentação, bem como matéria-prima industrial e refrigerante, sendo um equipamento essencial na produção industrial. O processo de geração de nitrogênio se divide principalmente em três métodos: separação por ar frio profundo, separação por membrana e adsorção por mudança de pressão em peneira molecular (PSA).
O método de separação por ar frio profundo utiliza o princípio do ponto de ebulição diferente do oxigênio e do nitrogênio presentes no ar, produzindo nitrogênio e oxigênio líquidos por meio de compressão, refrigeração e destilação a baixa temperatura. Este método permite a produção de nitrogênio e oxigênio líquidos a baixas temperaturas em larga escala; a desvantagem reside no alto investimento inicial, sendo geralmente utilizado em setores com alta demanda de nitrogênio e oxigênio, como metalurgia e indústria química.
O método de separação por membrana utiliza o ar como matéria-prima e, sob certas condições de pressão, o oxigênio e o nitrogênio, com suas diferentes taxas de permeabilidade, são separados através da membrana. Este método apresenta vantagens como estrutura simples, ausência de válvulas de comutação e pequeno volume. No entanto, como o material da membrana depende principalmente de importações, o preço atual é elevado e a taxa de permeabilidade é baixa, seu uso se restringe a aplicações específicas com vazões reduzidas, como em máquinas móveis de produção de nitrogênio.
O método de adsorção por pressão com peneira molecular (PSA) utiliza o ar como matéria-prima e peneiras moleculares de carbono como adsorvente. O princípio da adsorção por pressão é empregado para a adsorção e separação de oxigênio e nitrogênio. Este método caracteriza-se por um fluxo de processo simples, alto grau de automação, baixo consumo de energia e alta pureza do nitrogênio, sendo a tecnologia mais amplamente utilizada. Antes de o ar entrar na torre de adsorção, a umidade presente no ar deve ser removida para reduzir a erosão causada pela água nas peneiras moleculares e prolongar sua vida útil. No processo convencional de produção de nitrogênio por PSA, utiliza-se uma torre de secagem para remover a umidade do ar. Quando a torre de secagem está saturada de água, o ar seco é soprado de volta para realizar a regeneração da mesma.
Data da publicação: 15 de abril de 2023
