סוגי ייצור חנקן כוללים ספיחה בתנודת לחץ, הפרדת ממברנות והפרדת אוויר קריוגני.מחולל חנקן הוא ציוד חנקן שתוכנן ומיוצר על פי טכנולוגיית ספיחת נדנדת לחץ.מכונת החנקן משתמשת במסננת מולקולרית פחמן מיובא באיכות גבוהה כסופח ומשתמשת בעקרון של ספיחת תנודת לחץ בטמפרטורת החדר כדי להפריד אוויר לייצור חנקן בטוהר גבוה.בדרך כלל, שני מגדלי ספיחה מחוברים במקביל, וה-PLC המיובא שולט בפעולה האוטומטית של השסתום הפנאומטי המיובא כדי לבצע לסירוגין ספיחה בלחץ וריגנציה של דקומפרסיה להשלמת הפרדת חנקן וחמצן ולקבלת חנקן בטוהר גבוה הנדרש.
השיטה הראשונה היא ייצור חנקן בתהליך קריוגני
שיטה זו תחילה דוחסת ומקררת את האוויר, ולאחר מכן מנזלת את האוויר.שימוש בנקודות הרתיחה השונות של רכיבי חמצן וחנקן, מגע גז ונוזל על מגש עמודת הזיקוק להחלפת מסה וחום.החמצן בעל נקודת הרתיחה הגבוהה מתעבה באופן רציף מהקיטור לנוזל, והחנקן בעל נקודת הרתיחה הנמוכה מועבר ללא הרף אל הקיטור, כך שתכולת החנקן באדים העולה גדלה ללא הרף, בעוד שתכולת החמצן במורד הזרם. הנוזל גבוה יותר ויותר.לכן, חמצן וחנקן מופרדים כדי לקבל חנקן או חמצן.שיטה זו מתבצעת בטמפרטורה נמוכה מ-120K, ולכן היא נקראת הפרדת אוויר קריוגנית.
השני הוא להשתמש בספיחת תנודת לחץ כדי לייצר חנקן
שיטת ספיחה בתנופת לחץ היא ספיגה סלקטיבית של רכיבי חמצן וחנקן באוויר דרך סופח, והפרדת האוויר כדי להשיג חנקן.כאשר האוויר נדחס ועובר דרך שכבת הספיחה של מגדל הספיחה, מולקולות חמצן נספגות באופן מועדף, ומולקולות חנקן נשארות בשלב הגז והופכות לחנקן.כאשר הספיחה מגיעה לשיווי משקל, מולקולות החמצן הנספגות על פני המסננת המולקולרית מוסרות על ידי דקומפרסיה כדי להחזיר את יכולת הספיגה של המסננת המולקולרית, כלומר ניתוח ספיגה.על מנת לספק חנקן באופן רציף, היחידה מצוידת בדרך כלל בשני מגדלי ספיחה או יותר, אחד לספיחה והשני לניתוח, ומוחלפת לשימוש במועד מתאים.
השיטה השלישית היא ייצור חנקן על ידי הפרדת ממברנה
שיטת הפרדת הממברנה היא הפרדת גז עשיר בחנקן מגז מעורב באמצעות סלקטיביות החדירות של ממברנת פילמור אורגנית.חומר הסרט האידיאלי צריך להיות בעל סלקטיביות גבוהה וחדירות גבוהה.על מנת לקבל תהליך חסכוני נדרשת קרום הפרדת פולימר דק מאוד ולכן הוא זקוק לתמיכה.קליעי חודר שריון הם בדרך כלל קליעי נוקב שריון שטוחים וקליעי חודר שריון סיבים חלולים.בשיטה זו, אם ייצור הגז גדול, שטח הפנים הנדרש של הסרט גדול מדי ומחיר הסרט גבוה.לשיטת הפרדת ממברנה יש מכשיר פשוט ותפעול נוח, אך היא אינה בשימוש נרחב בתעשייה.
לסיכום, האמור לעיל הוא התוכן העיקרי של מספר דרכים לייצור חנקן.הפרדת אוויר קריוגנית יכולה לייצר לא רק חנקן, אלא גם חנקן נוזלי, שניתן לאחסן במיכל אחסון חנקן נוזלי.מחזור הפעולה של ייצור חנקן קריוגני הוא בדרך כלל יותר משנה אחת, כך שציוד המתנה בדרך כלל אינו נחשב לייצור חנקן קריוגני.העיקרון של ייצור חנקן על ידי הפרדת אוויר ממברנה הוא שהאוויר נכנס למסנן הממברנה הפולימרי לאחר סינון על ידי המדחס.בשל מסיסות ומקדם הדיפוזיה השונים של גזים שונים בממברנה, קצב החדירה היחסי בממברנות גזים שונות שונה.כאשר טוהר החנקן גדול מ-98%, המחיר גבוה ביותר מ-15% מזה של מחולל חנקן PSA מאותו מפרט.
זמן פרסום: 18 בינואר 2022