Separación de membranas para producción de nitrógeno es un método para generar nitrógeno de alta pureza a partir de la atmósfera mediante membranas de permeación selectiva. El principio de este proceso es que los diferentes gases en el aire tienen diferentes velocidades de difusión a través de la membrana, lo que permite que el nitrógeno pase mientras se retienen otros componentes como el oxígeno, el argón y los gases traza. La siguiente es una descripción general de la separación por membranas para la producción de nitrógeno:
Componentes de membrana: en este proceso se utilizan primero componentes de membrana que contienen una gran cantidad de fibras huecas o membranas planas. Estas membranas están hechas de materiales con alta afinidad por el oxígeno y otros componentes gaseosos, que pueden eliminar selectivamente estos componentes del flujo de aire.
Suministro de gas: Se introduce aire comprimido en los componentes de la membrana. El aire se puede tratar previamente para eliminar impurezas, humedad y partículas, protegiendo así la membrana de la suciedad o daños.
Separación de gases: cuando el aire comprimido fluye a través de los componentes de la membrana, debido al tamaño molecular más pequeño y a la mayor difusión del oxígeno y otros componentes del gas, la velocidad del oxígeno y otros componentes del gas que pasan a través de la membrana es más rápida que la del nitrógeno. Esto forma un flujo de nitrógeno enriquecido al otro lado de la membrana.
Recogida de nitrógeno: como producto principal se recogen corrientes de gas nitrógeno enriquecido con alta concentración de nitrógeno. El gas restante (con bajo contenido de nitrógeno) en el lado de alimentación de la membrana normalmente se descarga o recicla.
Control de pureza: la pureza de la producción de nitrógeno se puede ajustar controlando las condiciones operativas, las características de la membrana y la cantidad de componentes de la membrana utilizados en el sistema.
Sistema integrado: Se pueden conectar múltiples componentes de membrana en paralelo o en serie para mejorar la capacidad de producción de nitrógeno o lograr niveles de pureza más altos. La producción de nitrógeno se puede ajustar para cumplir con los requisitos de aplicaciones específicas.
La separación por membranas para la producción de nitrógeno es un método confiable y que ahorra energía, especialmente adecuado para aplicaciones que requieren caudales bajos y nitrógeno de pureza media. Se utiliza ampliamente en diversas industrias, incluidas la electrónica, los laboratorios, el envasado de alimentos y el corte por láser, que requieren un suministro continuo de gas nitrógeno de pureza específica.
En comparación con otros métodos de producción de nitrógeno, el método de separación por membrana tiene las ventajas de un bajo consumo de energía, un volumen pequeño, una instalación sencilla y unos requisitos de mantenimiento bajos. Sin embargo, puede que no sea adecuado para aplicaciones de nitrógeno de alta pureza o situaciones que requieran altos caudales de nitrógeno, ya que métodos de producción de nitrógeno más especializados, como la separación de aire, pueden ser más adecuados en tales casos.
