PSA 질소 생성 원리
탄소 분자체는 공기 중의 산소와 질소를 동시에 흡착할 수 있습니다. 게다가 압력이 상승함에 따라 흡착 용량도 증가합니다. 그러나 어떤 주어진 압력에서도 산소와 질소의 평형 흡착 용량 사이에는 큰 차이가 없습니다. 결과적으로, 압력 변화에만 기초하여 산소와 질소를 효과적으로 분리하는 것은 어렵습니다. 그러나 흡착 동역학-구체적으로 흡착 속도-를 고려하면 산소와 질소의 흡착 특성을 효과적으로 구분할 수 있습니다. 산소 분자는 질소 분자보다 직경이 작습니다. 결과적으로 확산 속도는 질소보다 수백 배 빠릅니다. 결과적으로, 탄소 분자체는 산소를 매우 빠르게 흡수하여 약 1분 이내에 흡착 용량의 90% 이상에 도달합니다. 같은 시점에서 질소에 대한 흡착 흡수량은 약 5%에 불과합니다. 따라서 이 짧은 간격 동안 흡착된 물질은 주로 산소로 구성되는 반면, 나머지 가스-비흡착 부분-은 주로 질소로 구성됩니다. 따라서 흡착 시간을 1분 미만으로 제한함으로써 산소와 질소의 예비 분리가 이루어질 수 있습니다. 본질적으로 흡착 및 탈착 과정은 압력 차이에 의해 구동됩니다.-압력이 증가하면 흡착이 일어나고, 압력이 감소하면 탈착이 발생합니다. 그러나 산소와 질소의 실제 구별은 흡착 속도의 차이에 의존하며 흡착 기간을 정밀하게 제어함으로써 달성됩니다. 이 기간을 매우 짧게 유지하면 산소가 완전히 흡착되는 반면, 질소가 흡착될 만큼 충분한 시간을 갖기 전에 흡착 과정이 중단됩니다.
질소 생성을 위한 극저온 공기 분리 원리
극저온 질소 생성 시스템은 기체 질소뿐만 아니라 액체 질소도 생산할 수 있어 특히 액체 질소를 요구하는 공정 요구 사항을 충족합니다. 또한, 생산된 액체질소는 전용 저장탱크에 보관할 수 있습니다. 간헐적인 질소 요구가 있거나 공기 분리 장치의 사소한 유지 관리가 진행되는 경우 이러한 탱크에 저장된 액체 질소를 기화기로 보내 가열한 다음 제품 질소 파이프라인으로 공급하여 다운스트림 공정 시설의 질소 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 극저온 질소 생성 플랜트의 작동 주기(두 가지 주요 예열 주기 사이의 간격으로 정의됨{3}})는 일반적으로 1년 이상입니다. 결과적으로 일반적으로 극저온 시스템을 위한 전용 백업 장치를 제공하는 것은 불필요한 것으로 간주됩니다. 대조적으로, 압력 변동 흡착(PSA) 시스템은 기체 질소만 생성할 수 있으며 그러한 백업 기능이 부족합니다. 따라서 단일 PSA 장치는 중단 없이 지속적이고 장기적인-작동을 보장할 수 없습니다.
질소 생성을 위한 멤브레인 공기 분리 원리
공기는 압축 및 여과된 후 고분자막 분리 장치로 들어갑니다. 다양한 가스는 막 재료 내에서 서로 다른 용해도와 확산 계수를 갖기 때문에 막을 통과할 때 서로 다른 상대 투과율을 나타냅니다. 이러한 특성에 따라 가스는 크게 "빠른 가스"와 "느린 가스"의 두 그룹으로 분류될 수 있습니다. 기체 혼합물이 막을 통해 압력차를 겪을 때, 물, 수소, 헬륨, 황화수소 및 이산화탄소와 같이 상대적으로 빠른 투과 속도를 갖는 기체-가 막을 통과하여 투과 측에서 농축됩니다. 반대로, 메탄, 질소, 일산화탄소 및 아르곤과 같이 상대적으로 투과 속도가 느린 가스-는 막의 보유물 측에 보유되고 농축되어 가스 혼합물이 분리됩니다.