Prinċipju tal-Ġenerazzjoni tan-Nitroġenu PSA
L-għarbiel molekulari tal-karbonju huma kapaċi simultanjament jassorbu kemm l-ossiġnu kif ukoll in-nitroġenu mill-arja; barra minn hekk, il-kapaċità ta' assorbiment tagħhom tiżdied hekk kif tiżdied il-pressjoni. Fi kwalunkwe pressjoni partikolari, madankollu, m'hemm l-ebda differenza sinifikanti bejn il-kapaċitajiet ta 'assorbiment ta' ekwilibriju ta 'ossiġnu u nitroġenu. Konsegwentement, huwa diffiċli li tinkiseb separazzjoni effettiva ta 'ossiġnu u nitroġenu bbażata biss fuq varjazzjonijiet fil-pressjoni. Madankollu, billi jittieħed kont tal-kinetika tal-adsorbiment-speċifikament, ir-rata tal-adsorbiment-, il-karatteristiċi tal-adsorbiment tal-ossiġnu u n-nitroġenu jistgħu jiġu differenzjati b'mod effettiv. Il-molekuli ta 'l-ossiġnu għandhom dijametru iżgħar minn molekuli tan-nitroġenu; konsegwentement, ir-rata ta 'diffużjoni tagħhom hija bosta mijiet ta' darbiet aktar mgħaġġla minn dik tan-nitroġenu. Bħala riżultat, l-għarbiel molekulari tal-karbonju jassorbu l-ossiġnu malajr ħafna, u jilħqu aktar minn 90% tal-kapaċità ta 'assorbiment tagħhom f'madwar minuta. F'dan l-istess punt fiż-żmien, l-assorbiment tan-nitroġenu huwa biss madwar 5%. Għalhekk, is-sustanza adsorbita matul dan l-intervall qasir tikkonsisti prinċipalment f'ossiġnu, filwaqt li l-gass li jifdal-il-porzjon mhux assorbit-jikkonsisti prinċipalment minn nitroġenu. Għalhekk, billi tillimita t-tul ta 'l-adsorbiment għal inqas minn minuta, tista' tinkiseb separazzjoni preliminari ta 'ossiġnu u nitroġenu. Essenzjalment, il-proċessi ta 'adsorbiment u desorbiment huma mmexxija minn differenzjali ta' pressjoni-l-assorbiment iseħħ meta tiżdied il-pressjoni, u d-desorbiment iseħħ meta tonqos il-pressjoni. Id-differenzjazzjoni attwali bejn l-ossiġnu u n-nitroġenu, madankollu, tiddependi fuq id-differenza fir-rati ta 'assorbiment tagħhom u tinkiseb billi tikkontrolla b'mod preċiż it-tul ta' assorbiment; billi żżomm dan it-tul qasir ħafna, l-ossiġnu jiġi assorbit bis-sħiħ, filwaqt li l-proċess ta 'adsorbiment jitwaqqaf qabel ma n-nitroġenu kellu biżżejjed żmien biex jiġi adsorbit.
Prinċipju tas-Separazzjoni Krijoġenika tal-Arja għall-Ġenerazzjoni tan-Nitroġenu
Is-sistemi tal-ġenerazzjoni tan-nitroġenu krijoġeniku huma kapaċi jipproduċu mhux biss nitroġenu gassuż iżda wkoll nitroġenu likwidu, u b'hekk jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-proċess li speċifikament jitolbu nitroġenu likwidu. Barra minn hekk, in-nitroġenu likwidu prodott jista 'jinħażen f'tankijiet tal-ħażna apposta. F'każijiet ta 'domanda intermittenti tan-nitroġenu jew waqt manutenzjoni minuri tal-unità tas-separazzjoni tal-arja, in-nitroġenu likwidu maħżun f'dawn it-tankijiet jista' jiġi dirett lejn vaporizzatur, imsaħħan, u mbagħad jiġi mitmugħ fil-pipeline tan-nitroġenu tal-prodott biex jissodisfa r-rekwiżiti tan-nitroġenu tal-faċilità tal-proċess downstream. Iċ-ċiklu operattiv ta' impjant tal-ġenerazzjoni tan-nitroġenu krijoġeniku (definit bħala l-intervall bejn żewġ ċikli ta' tisħon-maġġuri) tipikament ikopri aktar minn sena; konsegwentement, ġeneralment jitqies mhux meħtieġ li tiġi pprovduta unità ta' backup dedikata għal sistemi krijoġeniċi. B'kuntrast, is-sistemi Pressure Swing Adsorption (PSA) huma kapaċi jipproduċu biss nitroġenu gassuż u m'għandhomx tali kapaċitajiet ta 'backup; għalhekk, unità PSA waħda ma tistax tiggarantixxi tħaddim kontinwu, fit-tul-mingħajr interruzzjoni.
Prinċipju tas-Separazzjoni tal-Arja tal-Membrana għall-Ġenerazzjoni tan-Nitroġenu
Wara li tiġi kkompressata u ffiltrata, l-arja tidħol f'unità ta 'separazzjoni tal-membrana polimerika. Minħabba li diversi gassijiet jippossjedu solubiltajiet differenti u koeffiċjenti ta 'diffużjoni fil-materjal tal-membrana, juru rati ta' permeazzjoni relattivi differenti hekk kif jgħaddu mill-membrana. Ibbażat fuq din il-karatteristika, il-gassijiet jistgħu jiġu kkategorizzati b'mod wiesa 'f'żewġ gruppi: "gassijiet veloċi" u "gassijiet bil-mod." Meta taħlita ta' gass tkun soġġetta għal differenzjali ta' pressjoni tul membrana, gassijiet b'rati ta' permeazzjoni relattivament mgħaġġla-bħal ilma, idroġenu, elju, sulfide tal-idroġenu, u dijossidu tal-karbonju- jgħaddu mill-membrana u jsiru arrikkit fuq in-naħa tal-permeat. Bil-maqlub, gassijiet b'rati ta' permeazzjoni relattivament aktar bil-mod-bħal metanu, nitroġenu, monossidu tal-karbonju, u argon-jinżammu u arrikkit fuq in-naħa tar-retentat tal-membrana, u b'hekk tinkiseb is-separazzjoni tat-taħlita tal-gass.