Kryogen luftseparasjon for nitrogenproduksjon
Kryogen luftseparasjon er en tradisjonell metode for å produsere nitrogen, med en historie som strekker seg over flere tiår. Den bruker luft som råstoff; etter å ha gjennomgått kompresjon og rensing, blir luften flytende til flytende luft gjennom varmeveksling. Flytende luft er først og fremst en blanding av flytende oksygen og flytende nitrogen. Ved å utnytte forskjellen i kokepunktene deres-ved én standard atmosfære, er kokepunktet for oksygen -183 grader, mens nitrogenets kokepunkt er -196 grader -, separeres de to komponentene gjennom rektifisering av flytende luft for å gi nitrogengass. Kryogent luftseparasjonsutstyr er komplekst, har et stort fotavtrykk, medfører høye infrastrukturkostnader og betydelige førstegangsinvesteringer, og medfører høye driftskostnader. Videre er gassproduksjonssyklusen relativt langsom (tar 12 til 24 timer), og installasjonsprosessen innebærer strenge krav og en lang tidslinje. Ved en omfattende evaluering av faktorer som utstyr, installasjon og infrastruktur, for systemer med en kapasitet på mindre enn 3500 Nm³/t, er investeringen som kreves for en PSA-enhet (Pressure Swing Adsorption) med tilsvarende spesifikasjoner, typisk 20 % til 50 % lavere enn for en kryogen luftseparasjonsenhet. Selv om kryogene luftseparasjonsenheter er godt-egnet for stor-industriell nitrogenproduksjon, viser de seg å være økonomisk ulønnsomme for bruk i middels og småskala.
Molecular Sieve Air Separation for Nitrogen Production
Denne metoden bruker luft som råmateriale og karbonmolekylsikter som adsorbent. Ved å anvende prinsippet om Pressure Swing Adsorption (PSA)-som utnytter de selektive adsorpsjonsegenskapene til karbonmolekylsikter mot oksygen og nitrogen for å separere dem produseres-nitrogengass. Denne teknikken blir ofte referert til som PSA-nitrogengenerering. Den representerer en ny nitrogenproduksjonsteknologi som gjennomgikk rask utvikling på 1970-tallet. Sammenlignet med tradisjonelle nitrogenproduksjonsmetoder, tilbyr PSA flere tydelige fordeler: en forenklet prosessflyt, høy grad av automatisering, rask gassproduksjon (vanligvis innen 15 til 30 minutter) og lavt energiforbruk. Videre kan renheten til produktgassen justeres over et bredt område for å møte spesifikke brukerkrav. Utstyret er enkelt å betjene og vedlikeholde, medfører lavere driftskostnader, og viser sterk tilpasningsevne til varierende forhold. Følgelig er det svært konkurransedyktig innenfor segmentet nitrogenproduksjonsutstyr med kapasiteter under 1000 Nm³/t; etter å ha vunnet økende popularitet blant middels- og små-nitrogenforbrukere, har PSA-nitrogengenerering nå blitt den foretrukne metoden for brukere i disse sektorene.
Membranluftseparasjon for nitrogenproduksjon
Denne metoden bruker luft som råmateriale og oppnår under spesifikke trykkforhold separasjon av oksygen og nitrogen ved å utnytte de forskjellige permeasjonshastighetene som vises av disse gassene-som har distinkte fysiske egenskaper-når de passerer gjennom en separasjonsmembran. Sammenlignet med annet nitrogengenereringsutstyr gir det flere fordeler: en enklere struktur, et mer kompakt fotavtrykk, fravær av koblingsventiler, reduserte vedlikeholdskrav, raskere gassproduksjon (mindre enn eller lik 3 minutter) og enkel kapasitetsutvidelse. Den er spesielt-egnet for små-til-middels-brukere av nitrogen som krever en nitrogenrenhet på mindre enn eller lik 98 %, og tilbyr et optimalt pris{10}ytelsesforhold. Når kravene til nitrogenrenhet overstiger 98 %, er imidlertid kostnadene mer enn 15 % høyere enn for en PSA-nitrogengenerator med tilsvarende spesifikasjoner.
