नाइट्रोजन उत्पादन के लिए क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण
क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण नाइट्रोजन उत्पादन की एक पारंपरिक विधि है, जिसका इतिहास कई दशकों तक फैला हुआ है। यह अपने कच्चे माल के रूप में हवा का उपयोग करता है; संपीड़न और शुद्धिकरण से गुजरने के बाद, हवा को ऊष्मा विनिमय के माध्यम से तरल हवा में बदल दिया जाता है। तरल हवा मुख्य रूप से तरल ऑक्सीजन और तरल नाइट्रोजन का मिश्रण है। एक मानक वातावरण में उनके क्वथनांक में अंतर का लाभ उठाकर, ऑक्सीजन का क्वथनांक {{6}183 डिग्री है जबकि नाइट्रोजन का क्वथनांक -196 डिग्री {{18} है, दोनों घटकों को नाइट्रोजन गैस प्राप्त करने के लिए तरल हवा के सुधार के माध्यम से अलग किया जाता है। क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण उपकरण जटिल है, एक बड़े पदचिह्न पर कब्जा करता है, इसमें उच्च बुनियादी ढांचे की लागत और पर्याप्त प्रारंभिक पूंजी निवेश शामिल है, और उच्च परिचालन लागत शामिल है। इसके अलावा, गैस उत्पादन चक्र अपेक्षाकृत धीमा है (12 से 24 घंटे लगते हैं), और स्थापना प्रक्रिया में कठोर आवश्यकताएं और एक लंबी समयरेखा शामिल है। जब 3,500 एनएम³/घंटा से कम क्षमता वाले सिस्टम के लिए उपकरण, स्थापना और बुनियादी ढांचे जैसे कारकों का व्यापक मूल्यांकन किया जाता है, तो समतुल्य विनिर्देशों की पीएसए (प्रेशर स्विंग सोखना) इकाई के लिए आवश्यक निवेश आमतौर पर क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण इकाई की तुलना में 20% से 50% कम होता है। नतीजतन, जबकि क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण इकाइयाँ बड़े पैमाने पर औद्योगिक नाइट्रोजन उत्पादन के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं, वे मध्यम और छोटे पैमाने के अनुप्रयोगों के लिए आर्थिक रूप से अव्यवहार्य साबित होती हैं।
नाइट्रोजन उत्पादन के लिए आणविक चलनी वायु पृथक्करण
यह विधि कच्चे माल के रूप में हवा और अधिशोषक के रूप में कार्बन आणविक छलनी का उपयोग करती है। प्रेशर स्विंग सोखना (पीएसए) के सिद्धांत को लागू करके {{1}जो ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की ओर कार्बन आणविक छलनी के चयनात्मक सोखने के गुणों का उपयोग करके उनके पृथक्करण को प्रभावित करता है{{2}नाइट्रोजन गैस का उत्पादन होता है। इस तकनीक को आमतौर पर पीएसए नाइट्रोजन उत्पादन के रूप में जाना जाता है। यह एक नवीन नाइट्रोजन उत्पादन तकनीक का प्रतिनिधित्व करता है जिसका 1970 के दशक के दौरान तेजी से विकास हुआ। पारंपरिक नाइट्रोजन उत्पादन विधियों की तुलना में, पीएसए कई विशिष्ट लाभ प्रदान करता है: एक सरलीकृत प्रक्रिया प्रवाह, उच्च स्तर का स्वचालन, तेजी से गैस उत्पादन (आमतौर पर 15 से 30 मिनट के भीतर), और कम ऊर्जा खपत। इसके अलावा, विशिष्ट उपयोगकर्ता आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए उत्पाद गैस की शुद्धता को एक विस्तृत श्रृंखला में समायोजित किया जा सकता है। उपकरण को संचालित करना और रखरखाव करना आसान है, कम परिचालन लागत की आवश्यकता होती है, और विभिन्न परिस्थितियों में मजबूत अनुकूलन क्षमता प्रदर्शित करता है। नतीजतन, यह 1,000 एनएम³/घंटा से कम क्षमता वाले नाइट्रोजन उत्पादन उपकरण के क्षेत्र में अत्यधिक प्रतिस्पर्धी है; मध्यम और छोटे पैमाने के नाइट्रोजन उपभोक्ताओं के बीच बढ़ती लोकप्रियता हासिल करने के बाद, पीएसए नाइट्रोजन उत्पादन अब इन क्षेत्रों में उपयोगकर्ताओं के लिए पसंदीदा तरीका बन गया है।
नाइट्रोजन उत्पादन के लिए झिल्ली वायु पृथक्करण
यह विधि हवा को कच्चे माल के रूप में उपयोग करती है और, विशिष्ट दबाव स्थितियों के तहत, इन गैसों द्वारा प्रदर्शित अलग-अलग पारगम्य दरों का शोषण करके ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को अलग करती है, जिसमें अलग-अलग भौतिक गुण होते हैं, - जब वे एक पृथक्करण झिल्ली से गुजरते हैं। अन्य नाइट्रोजन उत्पादन उपकरणों की तुलना में, यह कई फायदे प्रदान करता है: एक सरल संरचना, एक अधिक कॉम्पैक्ट पदचिह्न, स्विचिंग वाल्व की अनुपस्थिति, कम रखरखाव आवश्यकताओं, तेजी से गैस उत्पादन (3 मिनट से कम या उसके बराबर), और क्षमता विस्तार में आसानी। यह विशेष रूप से {{5}छोटे {{6}से {7}मध्यम{8}} पैमाने के नाइट्रोजन उपयोगकर्ताओं के लिए उपयुक्त है, जिन्हें 98% से कम या उसके बराबर नाइट्रोजन शुद्धता की आवश्यकता होती है, जो इष्टतम मूल्य {{10}प्रदर्शन अनुपात प्रदान करता है। हालाँकि, जब नाइट्रोजन शुद्धता की आवश्यकताएं 98% से अधिक हो जाती हैं, तो इसकी लागत समकक्ष विशिष्टताओं वाले पीएसए नाइट्रोजन जनरेटर की तुलना में 15% अधिक होती है।
