窒素製造のための極低温空気分離
深冷空気分離は数十年にわたる歴史を誇る伝統的な窒素製造方法です。原料として空気を利用します。圧縮と浄化を受けた後、空気は熱交換によって液体空気に液化されます。液体空気は主に液体酸素と液体窒素の混合物です。沸点の違いを利用することで、-1 標準気圧での酸素の沸点は -183 度、窒素の沸点は -196 度 -となり、液体空気の精留によって 2 つの成分が分離されて窒素ガスが得られます。極低温空気分離装置は複雑で、占有面積が大きく、インフラストラクチャコストと多額の初期資本投資が必要であり、高い運用コストがかかります。さらに、ガス生成サイクルは比較的遅く (12 ～ 24 時間かかります)、設置プロセスには厳しい要件と長いスケジュールが伴います。機器、設置、インフラストラクチャなどの要素を総合的に評価すると、容量が 3,500 Nm3/h 未満のシステムの場合、同等仕様の PSA (圧力スイング吸着) ユニットに必要な投資は、通常、極低温空気分離ユニットよりも 20% ～ 50% 低くなります。したがって、極低温空気分離装置は大規模な工業用窒素生産には適していますが、中規模および小規模の用途では経済的に実行不可能であることがわかります。{19}
窒素製造のためのモレキュラーシーブ空気分離
この方法では、原料として空気を使用し、吸着剤として炭素モレキュラーシーブを使用します。圧力スイング吸着 (PSA) の原理を適用することにより-酸素と窒素に対するカーボン モレキュラー シーブの選択的吸着特性を利用してそれらを分離し、-窒素ガスが生成されます。この技術は一般に PSA 窒素生成と呼ばれます。これは、1970 年代に急速に開発された新しい窒素製造技術を表しています。従来の窒素生成方法と比較して、PSA には、簡素化されたプロセスフロー、高度な自動化、迅速なガス生成 (通常 15 ～ 30 分以内)、および低エネルギー消費など、いくつかの明確な利点があります。さらに、生成ガスの純度は、特定のユーザー要件を満たすために広範囲に調整できます。この装置は操作とメンテナンスが容易で、運用コストが低く抑えられ、さまざまな条件に対する高い適応性を示します。その結果、容量が 1,000 Nm3/h 未満の窒素製造装置のセグメント内で高い競争力を発揮します。中規模および小規模の窒素消費者の間で人気が高まっているため、PSA 窒素生成は現在、これらの分野のユーザーにとって好ましい方法となっています。-
窒素製造のための膜空気分離
この方法では、原料として空気を利用し、特定の圧力条件下で、酸素と窒素が分離膜を通過する際に{0}}異なる物理的特性を持つ-ガスが示す異なる透過速度を利用して、これらの分離を実現します。他の窒素生成装置と比較して、構造がシンプル、設置面積がコンパクト、切替バルブがない、メンテナンスの必要性が少ない、ガス生成が速い（3分以下）、容量拡張が容易などの利点があります。これは、窒素純度 98% 以下を必要とする小規模から中規模の窒素ユーザーに特に適しています。---、最適な価格パフォーマンス比を提供します。-ただし、窒素純度要件が 98% を超える場合、そのコストは同等仕様の PSA 窒素発生装置のコストより 15% 以上高くなります。
