工業用窒素製造のいくつかの方法

Jul 11, 2020

工業用窒素の製造は、原料として空気を用い、酸素と窒素を分離することにより得られる。主な方法としては、極低温法、圧力振動吸着法、膜分離法などが挙げられる。


1. 極低温法

工業用大規模窒素製造は、通常、従来の極低温法を採用しています。極低温法は、空気を原料として使用する。極低温の空気分離装置では、空気は極低温で液化され、酸素と窒素の沸点は、整流および分離のために使用される。


従来の空気分離技術として、極低温法は何十年もの間人間にサービスを提供してきましたが、それはまだ私の国の産業における窒素供給の主な供給源です。極低温法の工業化時間は比較的長いため、人は比較的成熟した理解を持ち、大きなガス製造、高純度の製品窒素、安定運転、窒素抽出しながら酸素とアルゴンなどの他の方法を置き換えることができないという利点があります。他のガスの場合、これは他の方法よりも極低温のユニークな利点でもあります。したがって、極低温法は、依然として大および中規模の空気分離において支配的な位置を占めている。


しかし、その複雑な技術プロセス、設備製造、設置および試運転のための高い要件、高い1回限りの投資、高い資本建設コスト、大型フットプリント、低速ガス生産(12〜24時間)、極低温法は、大規模産業窒素生産に適しているが、窒素の中小規模生産では、あまり経済的ではない。


2. 圧力スイング吸着法

非極低温ガス分離技術は、圧力スイング吸着(PSA)ガス分離技術の重要な分岐点です。1960年代後半から1970年代初頭にかけて、海外で急速に発展してきました。圧力スイング吸着窒素製造は、空気を原料として使用し、吸着剤として炭素分子篩を使用し、圧力スイング吸着原理を使用し、炭素分子篩を使用して酸素と窒素を選択的に吸着して酸素と窒素を分離して窒素を得る。


従来の低温窒素生産と比較して、圧力スイング吸着窒素生産は明らかな特徴を有する:吸着は室温で行われ、 断熱性の問題を伴わない、プロセスは簡単であり、装置は製造が容易であり、装置は小さく、面積は小さく、既製のフリースペースの使用、設置準備が整い、開いて停止しやすく、クイックスタート、クイックガス生産(15〜30分)、低消費電力、低消費電力、低い運用コスト、低い投資、簡単な操作とメンテナンス、容易なスキッド、良いデバイス適応性を必要とする製品の純度調整が可能です。技術的および経済的な利点の観点から、圧力の振動吸着は3000 Nm3/hrより小さい窒素発生の単位の極低温冷却より優秀である。市場では、1000Nm3 /hr以下の窒素発生器は非常に競争力があり、中小規模のユーザーに歓迎されています


3. 膜分離法

膜分離空気分離は、ポリマー材料科学に属する1980年代に海外で開発されたハイテクです。これは、21世紀の10のハイテク産業の一つです。技術は遅れて始まったが、急速に発展し、中国でのプロモーションと応用は近年の問題である。


膜分離の基本原則は、酸素や窒素などのガスの透過率を一定の圧力下で中空の繊維膜に使用することで、酸素と窒素を分離する原料として空気を使用することです。上記の2つの窒素製造方法と比較して、膜分離窒素製造は、より簡単な装置構造、より小さい容積、切換弁、より便利な操作および維持管理、より速いガス生産速度、および便利な膨張および拡張の利点を有する。しかし、中空繊維膜は圧縮空気の洗浄に対して高い要件を有する。膜のフィルター要素は、老化や腐食が起こりやすいため、修復が困難な場合が多いです。新しい膜を交換する必要があります。また、現在、中空繊維膜は海外から輸入する必要があり、高価です。


膜分離窒素の生産は、窒素純度≤98%を必要とする中小規模の窒素ユーザーに適しており、機能価格比を有する。しかし、窒素の純度が98%より高いことが要求される場合、その価格は同じ仕様の圧力スイング吸着装置のそれよりも約30%高い。


要約すると、準備方法、設置、操作、メンテナンスの難易度、製造、および使用コストの面から、PSA窒素発生器は、小さな投資、簡単な使用、簡単なメンテナンス、および低エネルギー消費の利点を有する。特に、中小窒素(3000Nm3/hr未満)をお客様に有利です。


上一条