Argon vs. azoto per l’inertizzazione atmosferica

La produzione e lo stoccaggio di elettronica, prodotti chimici e materiali sensibili all’umidità richiedono spesso l’uso di un ambiente inerte. La presenza di aria atmosferica all’interno di questi processi causa danni e diminuisce la loro durata di vita utile a causa degli effetti corrosivi dell’ossigeno, dell’umidità e di altre impurità sospese.

Una soluzione industriale a questo problema comporta l’uso di tecniche di spurgo utilizzando gas inerti come azoto e argon. Mentre entrambi i gas sono efficaci per ottenere l’inertizzazione richiesta, i contenitori spurgati con argon e quelli spurgati con azoto presentano differenze fisiche, chimiche e finanziarie significative.

In questo articolo, considereremo i vantaggi e gli svantaggi dell’uso di un processo di spurgo con argon e azoto.

Gas azoto

L’azoto gassoso ha proprietà uniche che lo rendono adatto per inertizzare i processi industriali. La stabilità chimica intrinseca dell’azoto riduce le possibilità che si verifichino reazioni chimiche/combustioni indesiderate.

Strutturalmente parlando, l’azoto è composto da due atomi che compongono la sua molecola (N2) senza elettroni liberi. Di conseguenza, presenta proprietà come un gas nobile (completamente inerte).

Come viene generato l’azoto gassoso

Anche se l’azoto è onnipresente, per generare una quantità industrialmente significativa di questo gas i produttori devono optare per uno dei tre metodi di sintesi.

• Tecniche di Pressure Swing Adsorption (PSA) basate sull’adsorbimento differenziale di una miscela di gas quando passa attraverso un materiale adsorbente.

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• Generazione di azoto a membrana che viene effettuata utilizzando una membrana semipermeabile per separare una miscela gassosa nei suoi costituenti.

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• La distillazione frazionata produce gas di una purezza molto alta in percentuale.

La scelta della tecnica utilizzata nella produzione di azoto dipende dai requisiti dell’operatore per la purezza dell’azoto e dalle considerazioni sui costi.

Perché l’azoto è un buon gas da usare per l’inertizzazione?

In un ambiente industriale, ci sono alcuni vantaggi significativi che rendono ideale la copertura e l’inertizzazione con azoto. Anche se l’azoto non è un gas nobile, è uno dei gas chimicamente più stabili che si trovano naturalmente nell’ambiente. Grazie alla sua abbondanza in natura, può essere sfruttato per scopi di inertizzazione a tassi convenienti.

Inoltre, uno scopo chiave dell’inertizzazione atmosferica è la prevenzione dell’ossidazione che viene fatta introducendo quantità calcolate di azoto per sostituire l’ossigeno ambientale. Il passaggio di un flusso di azoto gassoso attraverso un processo industriale sostituirà l’ossigeno presente o manterrà i suoi livelli al di sotto delle gamme in cui si verificheranno processi ossidativi indesiderati.

Infine, l’uso di generatori di azoto in loco assicurerà la sintesi di solo le quantità necessarie del gas quando necessario, eliminando la necessità di spazio di stoccaggio e aumentando l’efficienza complessiva del processo.

Gas Argon

L’Argon è un esempio di gas nobile, il che significa che è completamente stabile. Possiede un alto livello di non reattività ad altre sostanze chimiche. Questo lo rende adatto ai processi industriali, compresa la copertura di argon. Il gas argon è più denso dell’aria, il che lo rende ideale per lo spostamento dell’ossigeno in aree confinate.

Come viene generato il gas argon?

Nonostante sia uno degli elementi nobili più comuni, il gas argon costituisce solo una piccola parte dell’aria atmosferica insieme ad altri gas nobili (0,934%). Di conseguenza, sintetizzare il gas argon è significativamente più costoso che generare azoto. Una forma pura di argon gassoso può essere recuperata dall’aria atmosferica distillando le sue frazioni liquefatte a temperature molto fredde.

Perché l’argon è un buon gas da usare per inertizzare?

Grazie alle sue proprietà che lo rendono incolore, inodore e non tossico, il gas argon è abbastanza utile in applicazioni industriali come la produzione di vernici, alimenti e bevande. In queste applicazioni, lo spurgo con argon non altera la qualità del prodotto, garantendo così l’uniformità degli standard del prodotto.

Nelle applicazioni industriali a rischio di corrosione, l’inertizzazione con argon è una scelta intelligente. L’argon può essere usato efficacemente per spurgare i lavori in metallo che sono sensibili all’umidità.

Argon contro atmosfera inerte di azoto

Mentre sia l’argon che l’azoto raggiungono un livello simile di inertizzazione, ci sono differenze nella loro natura chimica che influenzano le applicazioni in cui sono usati.

L’argon è un gas più denso dell’azoto, e un’applicazione industriale spurgata con argon terrà fuori umidità e ossigeno in modo più efficace. Le sue molecole si disperderanno meno facilmente che con l’azoto. Tuttavia, generare un’atmosfera inerte di argon è più costoso che usare l’azoto a causa del costo più elevato della sintesi dell’argon.

Che dire di una miscela argon-azoto?

In alcuni casi, una miscela di gas argon-azoto può essere usata per ottenere un’efficiente inertizzazione dell’atmosfera industriale. Le concentrazioni di ciascun gas dipendono dal processo industriale e dai requisiti coinvolti.

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