Un compressore di azoto è un componente di un sistema per purificare l’azoto dall’aria ordinaria e immagazzinarlo in uno stato pressurizzato in una camera cilindrica. La maggior parte dei sistemi di compressione dell’azoto a partire dal 2011 funziona sul modello di adsorbimento a oscillazione di pressione (PSA), sebbene esistano anche altri metodi commercialmente validi. Le sostanze chimiche adsorbenti nel processo reagiscono con altri elementi presenti nell’aria come l’ossigeno per separarli dall’azoto presente, che viene quindi convogliato in forma pura in una camera del compressore di azoto. Nel processo PSA, circa dal 30% al 35% dell’aria pressurizzata che attraversa il sistema viene scaricata nell’ambiente circostante, che è principalmente composto da ossigeno, e l’azoto rimanente può essere puro fino al 99.9995%.
Un tipico sistema PSA utilizza un setaccio molecolare di carbonio per adsorbire l’ossigeno e tracciare i gas inerti presenti nell’aria normale. Quest’aria viene pressurizzata e convogliata attraverso due torri di adsorbimento collegate prima che l’azoto purificato venga completamente rimosso e immagazzinato in un terzo serbatoio del compressore di azoto di uguali dimensioni. Il processo è piuttosto semplice perché l’atmosfera ordinaria contiene già il 78% di azoto e il 21% del restante 22% di gas è ossigeno.
Il setaccio molecolare di carbonio utilizzato per l’assorbimento del gas ha la forma di una serie di fibre cave e intrecciate che lavorano per permeare l’acqua e l’ossigeno, che possono quindi essere scaricati nell’ambiente esterno. L’aumento della velocità del processo di separazione mentre il gas passa sul setaccio può ridurre la purezza del prodotto finale di azoto gassoso fino al 90%, e questo viene fatto a seconda delle esigenze dell’industria che lo utilizza in termini di purezza e volume. Il prodotto finale del gas del compressore di azoto viene generalmente immagazzinato a un intervallo di pressione da 102 a 123 libbre per pollice quadrato (da 703 a 848 chilo pascal). Un’ulteriore purificazione del gas del compressore azoto può essere effettuata anche facendolo passare su un catalizzatore riscaldato nel processo PSA, che brucia eventuali idrocarburi, riducendoli a un livello inferiore a 0.1 parti per milione.
La compressione del gas azoto è diventata una caratteristica comune ed economica di molte industrie ed è considerata una soluzione più conveniente rispetto all’acquisto di bombole di azoto liquefatto. L’industria petrolifera utilizza l’azoto compresso come gas inerte per prevenire esplosioni in aree in cui altrimenti sarebbero presenti ossigeno e altri gas infiammabili. Il gas azoto viene anche utilizzato per temperare e brasare i metalli nella metallurgia, per le applicazioni di pulizia industriale e come agente di raffreddamento nella produzione del vetro.