Separarea criogenică a aerului pentru producția de azot
Separarea criogenică a aerului este o metodă tradițională de producere a azotului, având o istorie de câteva decenii. Utilizează aerul ca materie primă; după comprimare și purificare, aerul este lichefiat în aer lichid prin schimb de căldură. Aerul lichid este în primul rând un amestec de oxigen lichid și azot lichid. Prin valorificarea diferenței dintre punctele lor de fierbere-la o atmosferă standard, punctul de fierbere al oxigenului este de -183 de grade, în timp ce cel al azotului este de -196 de grade -cele două componente sunt separate prin rectificarea aerului lichid pentru a produce azot gazos. Echipamentele criogenice de separare a aerului sunt complexe, ocupă o amprentă mare, implică costuri mari de infrastructură și investiții de capital inițiale substanțiale și implică costuri de operare ridicate. În plus, ciclul de producție a gazului este relativ lent (durează 12 până la 24 de ore), iar procesul de instalare implică cerințe stricte și o perioadă lungă de timp. Atunci când se evaluează cuprinzător factori precum echipamente, instalație și infrastructură, pentru sisteme cu o capacitate mai mică de 3.500 Nm³/h, investiția necesară pentru o unitate PSA (Pressure Swing Adsorbtion) cu specificații echivalente este de obicei cu 20% până la 50% mai mică decât cea a unei unități de separare a aerului criogenic. În consecință, în timp ce unitățile de separare a aerului criogenic sunt bine-potrivite pentru producția industrială de azot-la scară largă, ele se dovedesc neviabile din punct de vedere economic pentru aplicații la scară medie și mică.
Separarea aerului prin sită moleculară pentru producția de azot
Această metodă utilizează aer ca materie primă și site moleculare de carbon ca adsorbant. Prin aplicarea principiului de adsorbție prin fluctuație de presiune (PSA)-care exploatează proprietățile de adsorbție selectivă ale sitelor moleculare de carbon față de oxigen și azot pentru a efectua separarea acestora-se produce azot. Această tehnică este denumită în mod obișnuit generarea de azot PSA. Reprezintă o nouă tehnologie de producere a azotului care a suferit o dezvoltare rapidă în anii 1970. În comparație cu metodele tradiționale de producere a azotului, PSA oferă mai multe avantaje distincte: un flux de proces simplificat, un grad ridicat de automatizare, producție rapidă de gaz (de obicei în 15 până la 30 de minute) și consum redus de energie. În plus, puritatea gazului produs poate fi ajustată într-o gamă largă pentru a satisface cerințele specifice ale utilizatorului. Echipamentul este ușor de operat și întreținut, implică costuri de operare mai mici și demonstrează o adaptabilitate puternică la diferite condiții. În consecință, este foarte competitiv în segmentul echipamentelor de producție de azot cu capacități sub 1.000 Nm³/h; după ce a câștigat o popularitate crescândă în rândul consumatorilor de azot la scară medie- și mici-, generarea de azot PSA a devenit acum metoda preferată pentru utilizatorii din aceste sectoare.
Separarea aerului prin membrană pentru producția de azot
Această metodă folosește aerul ca materie primă și, în condiții de presiune specifice, realizează separarea oxigenului și azotului prin exploatarea ratelor de permeație diferite prezentate de aceste gaze-care posedă proprietăți fizice distincte-pe măsură ce trec printr-o membrană de separare. În comparație cu alte echipamente de generare a azotului, oferă mai multe avantaje: o structură mai simplă, o amprentă mai compactă, absența supapelor de comutare, cerințe reduse de întreținere, producție mai rapidă de gaz (mai puțin sau egală cu 3 minute) și ușurință în extinderea capacității. Este deosebit de potrivit-pentru utilizatorii de azot la scară mică{-{-medie{-care necesită o puritate a azotului mai mică sau egală cu 98%, oferind un raport preț-performanță optim. Cu toate acestea, atunci când cerințele de puritate a azotului depășesc 98%, costul acestuia este cu peste 15% mai mare decât cel al unui generator de azot PSA cu specificații echivalente.
