Stickstoff ist ein Inertgas in der Industrie, dessen Vorbereitungstechnik vor Ort hauptsächlich drei Hauptstreumslösungen hat: Transformationsadsorption (PSA), Membrantrennung und elektrochemische Methode, die sich auf jedes technische Prinzip und Anwendungsszenario konzentrieren.
Die PSA-Technologie (Transformation Adsorption) ist eine weit verbreitete Lösung. Das Kernprinzip besteht darin, den Unterschied in der Sauerstoff- und Stickstoffadsorptionsgeschwindigkeit in der Luft mit dem Kohlenstoffmolekularsieb zu unterscheiden (die Diffusionsgeschwindigkeit des Sauerstoffs ist schneller), und durch den Zyklusprozess der Druckadsorption und der Reduzierung des Druckdesorptionsprozesses die Stickstoff-Sauerstofftrennung zu erreichen. Die PSA-Technologie produziert einen hohen Stickstoff-Anteil, eine hohe Reinheit (bis zu 99,999%) und startet schnell und eignet sich für mittlere und große industrielle Anforderungen wie die Chemie, die Metallverarbeitung und andere Industrien.
Die Membran-Trenntechnologie basiert auf Hohlfaser-Membran-Komponenten. Wenn Druckluft durch die Membrangruppe passiert, wird Sauerstoff, Wasserdampf und andere "schnelle Gase" durch die Membranwand wegen der hohen Penetrationsgeschwindigkeit bevorzugt abgegeben, und Stickstoff wird als "langsames Gas" im Inneren der Membranhöhle gesammelt. Die technische Struktur ist kompakt, ohne bewegliche Teile, einfach zu warten, aber die Reinheit des Stickstoffs beträgt in der Regel 95% -99,5%, und die Produktion ist von der Membranfläche und dem Einluftdruck begrenzt und eignet sich besser für Gelegenheiten mit begrenztem Platz und geringen Reinheitsanforderungen, wie Lebensmittelverpackungen, Stickstoffaufladen von Reifen usw.
Die elektrochemische Herstellung von Stickstoff ist eine neue Technologie, die hochreinen Stickstoff durch Elektrolyse von Wasser oder Ionenmigrationsprinzipien erzeugt. Einige Systeme elektrolysieren zunächst Wasser zur Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff und verbrauchen Sauerstoff durch katalytische Reaktionen zur Herstellung von Stickstoff und Wasser; Andere verwenden spezielle Elektrolytmembranen zur selektiven Übertragung von Ionen. Diese Methode kann eine hohe Reinheit (≥99,9995%) von Stickstoff erhalten und trocken ist, aber der Energieverbrauch ist hoch und die Gasproduktion ist gering und wird hauptsächlich in Laboren, Analyseinrichtungen und anderen Bereichen angewendet.
Zusammenfassung: PSA mit hoher Reinheit und hoher Produktion beherrscht den industriellen Mainstream; Membrantrennung für kompakte und zuverlässige Sichtlänge, um die Anforderungen an mittlere Reinheit zu erfüllen; Die Elektrochemie dient im Bereich der Präzision mit extrem hoher Reinheit. Bei der Auswahl müssen Reinheitsanforderungen, Luftvolumenbedürfnisse, Energiekosten und Platzbeschränkungen berücksichtigt werden, und moderne Systeme kombinieren oft eine Vielzahl von Technologien, um die Leistung zu optimieren. In Zukunft werden Materialinnovationen und intelligente Steuerung die Entwicklung der Stickstoffherstellungstechnologie in Richtung effizienter und kohlenstoffarmer vorantreiben.