Кріогенне відділення повітря для виробництва азоту
Кріогенне відділення повітря є традиційним методом виробництва азоту, історія якого налічує кілька десятиліть. Він використовує повітря як сировину; після стиснення та очищення повітря перетворюється в рідке повітря через теплообмін. Рідке повітря - це переважно суміш рідкого кисню та рідкого азоту. Враховуючи різницю в їхніх температурах кипіння-в одній стандартній атмосфері, температура кипіння кисню становить -183 градуси, а азоту — -196 градусів -два компоненти розділяються через ректифікацію рідкого повітря з утворенням газоподібного азоту. Обладнання для кріогенного розділення повітря є складним, займає велику площу, вимагає великих витрат на інфраструктуру та значних початкових капіталовкладень, а також несе високі експлуатаційні витрати. Крім того, цикл виробництва газу відносно повільний (займає від 12 до 24 годин), а процес встановлення передбачає суворі вимоги та тривалий графік. При всебічній оцінці таких факторів, як обладнання, монтаж та інфраструктура, для систем з продуктивністю менше 3500 Нм³/год інвестиції, необхідні для блоку PSA (адсорбції коливань тиску) з еквівалентними специфікаціями, як правило, на 20% до 50% нижчі, ніж інвестиції для блоку кріогенного повітророзділення. Отже, хоча кріогенні повітророзділювальні установки добре -підходять для великомасштабного-промислового виробництва азоту, вони виявляються економічно нежиттєздатними для середніх і малих застосувань.
Розділення повітря молекулярним ситом для виробництва азоту
Цей метод використовує повітря як сировину та вуглецеві молекулярні сита як адсорбент. Застосовуючи принцип адсорбції під тиском (PSA)-, який використовує селективні адсорбційні властивості вуглецевих молекулярних сит по відношенню до кисню та азоту, щоб здійснити їх розділення-, утворюється газоподібний азот. Цей метод зазвичай називають генеруванням азоту PSA. Це нова технологія виробництва азоту, яка зазнала швидкого розвитку в 1970-х роках. Порівняно з традиційними методами виробництва азоту PSA пропонує кілька явних переваг: спрощений процес, високий ступінь автоматизації, швидке виробництво газу (зазвичай протягом 15-30 хвилин) і низьке споживання енергії. Крім того, чистоту газоподібного продукту можна регулювати в широкому діапазоні відповідно до конкретних вимог користувача. Обладнання просте в експлуатації та обслуговуванні, передбачає менші експлуатаційні витрати та демонструє сильну адаптивність до різних умов. Отже, він є висококонкурентоспроможним у сегменті обладнання для виробництва азоту з продуктивністю до 1000 Нм³/год; набувши все більшої популярності серед середніх- і малих-споживачів азоту, генерація азоту PSA тепер стала кращим методом для користувачів у цих секторах.
Мембранне відділення повітря для виробництва азоту
У цьому методі використовується повітря як вихідний матеріал і за певних умов тиску досягається розділення кисню та азоту за рахунок використання різної швидкості проникнення цих газів-, які мають відмінні фізичні властивості-під час проходження через розділову мембрану. Порівняно з іншим обладнанням для виробництва азоту, воно пропонує кілька переваг: простіша структура, компактніша площа, відсутність перемикаючих клапанів, менші вимоги до обслуговування, швидше виробництво газу (менше або дорівнює 3 хвилинам) і легкість розширення потужності. Він особливо добре-підходить для малих-та-середніх-користувачів азотом, яким потрібна чистота азоту менше або дорівнює 98%, пропонуючи оптимальне співвідношення ціни-продуктивності. Однак, коли вимоги до чистоти азоту перевищують 98%, його вартість більш ніж на 15% вища, ніж у генератора азоту PSA з еквівалентними характеристиками.
