Kryogenní separace vzduchu pro výrobu dusíku
Kryogenní separace vzduchu je tradiční metoda výroby dusíku, která se může pochlubit historií trvající několik desetiletí. Jako surovinu využívá vzduch; po kompresi a čištění je vzduch zkapalněn na kapalný vzduch výměnou tepla. Kapalný vzduch je primárně směs kapalného kyslíku a kapalného dusíku. Využitím rozdílu v jejich bodech varu-v jedné standardní atmosféře je bod varu kyslíku -183 stupňů, zatímco bod varu dusíku je -196 stupňů -. Obě složky jsou odděleny rektifikací kapalného vzduchu za vzniku plynného dusíku. Kryogenní zařízení na separaci vzduchu je složité, zabírá velkou plochu, vyžaduje vysoké náklady na infrastrukturu a značné počáteční kapitálové investice a přináší vysoké provozní náklady. Kromě toho je cyklus výroby plynu relativně pomalý (trvá 12 až 24 hodin) a proces instalace zahrnuje přísné požadavky a dlouhou časovou osu. Při komplexním hodnocení faktorů, jako je vybavení, instalace a infrastruktura, u systémů s kapacitou menší než 3 500 Nm³/h je investice požadovaná pro jednotku PSA (Pressure Swing Adsorption) ekvivalentních specifikací obvykle o 20 % až 50 % nižší než u kryogenní jednotky pro separaci vzduchu. V důsledku toho, zatímco kryogenní jednotky pro separaci vzduchu jsou dobře -vhodné pro velkoprůmyslovou{20}}produkci dusíku, pro střední a malé aplikace se ukázaly jako ekonomicky neživotaschopné.
Separace vzduchu molekulárním sítem pro výrobu dusíku
Tato metoda využívá vzduch jako surovinu a uhlíková molekulová síta jako adsorbent. Uplatněním principu tlakové swing adsorpce (PSA)-, který využívá selektivní adsorpční vlastnosti uhlíkových molekulárních sít vůči kyslíku a dusíku k ovlivnění jejich separace,-se vyrábí plynný dusík. Tato technika je běžně označována jako tvorba PSA dusíku. Představuje novou technologii výroby dusíku, která prošla rychlým vývojem v 70. letech 20. století. Ve srovnání s tradičními metodami výroby dusíku nabízí PSA několik výrazných výhod: zjednodušený procesní tok, vysoký stupeň automatizace, rychlou produkci plynu (obvykle během 15 až 30 minut) a nízkou spotřebu energie. Kromě toho lze čistotu plynného produktu nastavit v širokém rozmezí, aby vyhovovala specifickým požadavkům uživatele. Zařízení se snadno obsluhuje a udržuje, má nižší provozní náklady a vykazuje silnou adaptabilitu na různé podmínky. V důsledku toho je vysoce konkurenceschopná v segmentu zařízení na výrobu dusíku s kapacitou pod 1 000 Nm³/h; díky rostoucí oblibě mezi středními- a malými-spotřebiteli dusíku se generování PSA dusíku nyní stalo preferovanou metodou pro uživatele v těchto odvětvích.
Membránová vzduchová separace pro výrobu dusíku
Tato metoda využívá vzduch jako surovinu a za specifických tlakových podmínek dosahuje separace kyslíku a dusíku využitím různých rychlostí prostupu těchto plynů,-které mají odlišné fyzikální vlastnosti-, když procházejí separační membránou. Ve srovnání s jinými zařízeními na výrobu dusíku nabízí několik výhod: jednodušší konstrukci, kompaktnější půdorys, absenci přepínacích ventilů, snížené nároky na údržbu, rychlejší produkci plynu (méně než nebo rovnou 3 minutám) a snadné rozšíření kapacity. Je zvláště vhodný-pro malé-až-střední-uživatele dusíku, kteří vyžadují čistotu dusíku menší nebo rovnou 98 %, a nabízí optimální poměr ceny-výkonu. Pokud však požadavky na čistotu dusíku překročí 98 %, jeho cena je o více než 15 % vyšší než u generátoru dusíku PSA ekvivalentních specifikací.
