En el ámbito industrial, el generador de nitrógeno se utiliza ampliamente en las industrias petroquímica, de licuefacción de gas natural, metalúrgica, alimentaria, farmacéutica y electrónica. El nitrógeno generado puede emplearse como gas de instrumentación, así como materia prima industrial y refrigerante, siendo un elemento esencial en la producción industrial. El proceso de generación de nitrógeno se divide principalmente en tres métodos: separación por aire frío profundo, separación por membrana y adsorción por cambio de presión con tamiz molecular (PSA).
El método de separación por aire frío profundo se basa en el principio de los diferentes puntos de ebullición del oxígeno y el nitrógeno en el aire, y en la producción de nitrógeno líquido y oxígeno líquido mediante compresión, refrigeración y destilación a baja temperatura. Este método permite producir nitrógeno líquido y oxígeno líquido a baja temperatura y a gran escala; sin embargo, su desventaja radica en la elevada inversión requerida, por lo que se utiliza generalmente para satisfacer la demanda de nitrógeno y oxígeno en la metalurgia y la industria química.
El método de separación por membrana utiliza aire como materia prima y, bajo ciertas condiciones de presión, emplea oxígeno y nitrógeno en membranas con diferentes tasas de permeabilidad para separarlos. Este método presenta ventajas como una estructura simple, la ausencia de válvulas de conmutación y un volumen reducido. Sin embargo, debido a que el material de la membrana depende principalmente de importaciones, su precio actual es elevado y su tasa de penetración es baja. Por ello, se utiliza principalmente para aplicaciones especiales de bajo caudal, como en máquinas móviles de producción de nitrógeno.
El método de adsorción por presión con tamiz molecular (PSA) utiliza aire como materia prima, tamiz molecular de carbono como adsorbente, y se basa en el principio de adsorción por presión para la adsorción y separación de oxígeno y nitrógeno. Este método se caracteriza por un flujo de proceso simple, un alto grado de automatización, bajo consumo de energía y alta pureza de nitrógeno, siendo la tecnología más utilizada. Antes de que el aire ingrese a la torre de adsorción, se debe secar para reducir la erosión del tamiz molecular y prolongar su vida útil. En el proceso convencional de producción de nitrógeno mediante PSA, se suele utilizar una torre de secado para eliminar la humedad del aire. Cuando la torre de secado se satura de agua, se le inyecta aire seco para regenerarla.
Fecha de publicación: 15 de abril de 2023
