Может ли воздух "производить азот"?

Глобальный поставщик решений по разделению и очистке промышленных газов, а также по охране окружающей среды

Азот находит широкое применение в промышленности – он используется для предотвращения окисления при термообработке металлов, для сохранения свежести при упаковке пищевых продуктов и для герметизации инертным газом в химическом производстве.

Хотя около 78% воздуха составляет азот, эффективно и экономично выделить из него азот высокой чистоты непросто. По сравнению с традиционным методом подачи жидкого азота, азотный генератор методом короткоцикловой адсорбции (PSA) стал основным решением для производства азота на месте благодаря своей простой конструкции, низкому энергопотреблению и быстрому запуску. Его принцип неотделим от ключевого материала – углеродного молекулярного сита.

Углеродные молекулярные сита – это тип микропористых адсорбентов, изготавливаемых из угля. Распределение размеров их пор чрезвычайно точно, оно попадает в критический диапазон для диффузии молекул кислорода и азота.

Производство азота методом короткоцикловой адсорбции использует именно этот принцип «динамического разделения»:

• Молекулы кислорода имеют меньший объем и более высокую скорость диффузии, и они могут быть предпочтительно адсорбированы углеродным молекулярным ситом.
• Молекулы азота диффундируют медленно и с трудом проникают в микропоры, накапливаясь таким образом в газовой фазе.

Это означает, что когда воздух проходит через адсорбционную колонну, молекулы кислорода адсорбируются, а молекулы азота остаются. Этот, казалось бы, простой физический процесс на самом деле является результатом точного контроля времени, давления и скорости потока.

Система короткоцикловой адсорбции обычно состоит из двух адсорбционных колонн, которые чередуются между адсорбцией и регенерацией для достижения непрерывного производства азота.

• Адсорбция под давлением
  Сжатый воздух поступает в адсорбционную колонну. Молекулы кислорода предпочтительно адсорбируются углеродным молекулярным ситом. Газ, выходящий из верхней части колонны, представляет собой азот высокой чистоты.
• Регенерация при пониженном давлении
  Когда углеродное молекулярное сито достигает точки насыщения адсорбции, давление внутри колонны снижается, и молекулы кислорода десорбируются и выводятся. Адсорбент затем восстанавливает свою активность.

Если две колонны работают попеременно, можно обеспечить непрерывную подачу азота. Весь процесс полностью автоматизирован и не требует ручного управления. После включения питания может быть получен чистый азот с чистотой до 95% - 99,9995%.