azoto (N2)
1. Distillazione frazionaria dell'aria: Questo è il metodo più comune per produrre azoto. L'aria è liquefatta e quindi distillata. Poiché l'azoto ha un punto di ebollizione inferiore rispetto all'ossigeno, evapora per primo e viene raccolto. Questo processo produce una purezza del 99,99% o superiore.
2. Adsorbtion di swing a pressione (PSA): Questo metodo utilizza zeoliti o altri adsorbenti per rimuovere selettivamente ossigeno, anidride carbonica e altri gas dall'aria, lasciando alle spalle l'azoto. È più economico della distillazione frazionaria ma produce azoto di purezza inferiore (circa il 99,5%).
3. Separazione della membrana: Questo metodo utilizza membrane specializzate che consentono al passaggio dell'azoto bloccando altri gas. È conveniente e può produrre azoto con una purezza del 95-99%.
4. Generatori di azoto in loco: Queste unità utilizzano vari metodi come la separazione del PSA o della membrana per produrre azoto direttamente nel punto di utilizzo, eliminando la necessità di trasporto e conservazione.
idrogeno (H2)
1. Riforma a vapore di gas naturale: Questo è il metodo più utilizzato per la produzione di idrogeno. Il gas naturale (principalmente metano) reagisce con il vapore ad alte temperature e pressioni in presenza di un catalizzatore per produrre idrogeno e anidride carbonica.
2. Elettrolisi dell'acqua: Questo processo utilizza l'elettricità per dividere le molecole d'acqua in idrogeno e ossigeno. L'elettrolisi può essere alimentata da fonti di energia rinnovabile come il solare o il vento, rendendolo un metodo pulito e sostenibile.
3. Ossidazione parziale degli idrocarburi: Questo metodo prevede la reazione di idrocarburi come gas naturale o olio con ossigeno ad alte temperature per produrre idrogeno, monossido di carbonio e anidride carbonica.
4. Gasificazione del carbone: Questo metodo prevede la reazione di carbone con vapore e ossigeno ad alte temperature per produrre idrogeno e altri gas. È meno comune a causa delle preoccupazioni ambientali.
5. Gasificazione della biomassa: Questo processo utilizza biomassa come legno o rifiuti agricoli per produrre idrogeno e altri gas attraverso la gassificazione. È un metodo rinnovabile e sostenibile, ma affronta ancora sfide in termini di efficienza e costi.
6. Reazione di spostamento del gas acqua: Questo processo prevede la reazione di monossido di carbonio con vapore per produrre idrogeno e anidride carbonica. Viene spesso utilizzato in combinazione con la riforma del vapore o la gassificazione del carbone per aumentare la resa dell'idrogeno.
Il metodo per ottenere azoto e idrogeno dipende dalla purezza, dalla scala di produzione e dalla disponibilità di risorse desiderate. Ogni metodo ha i suoi vantaggi e svantaggi in termini di costo, efficienza e impatto ambientale.
