Prinsip Penjanaan Nitrogen PSA
Ayak molekul karbon mampu menjerap kedua-dua oksigen dan nitrogen secara serentak daripada udara; tambahan pula, kapasiti penjerapan mereka meningkat apabila tekanan meningkat. Walau bagaimanapun, pada sebarang tekanan tertentu, tiada perbezaan yang ketara antara kapasiti penjerapan keseimbangan oksigen dan nitrogen. Akibatnya, sukar untuk mencapai pemisahan oksigen dan nitrogen yang berkesan berdasarkan variasi tekanan semata-mata. Walau bagaimanapun, dengan mengambil kira kinetik penjerapan-khususnya, kadar penjerapan-, ciri penjerapan oksigen dan nitrogen boleh dibezakan dengan berkesan. Molekul oksigen mempunyai diameter yang lebih kecil daripada molekul nitrogen; akibatnya, kadar resapan mereka adalah beberapa ratus kali lebih cepat daripada nitrogen. Akibatnya, ayak molekul karbon menyerap oksigen dengan sangat pantas, mencapai lebih 90% daripada kapasiti penjerapannya dalam masa lebih kurang satu minit. Pada masa yang sama ini, penyerapan penjerapan untuk nitrogen hanya sekitar 5%. Oleh itu, bahan yang diserap semasa selang waktu singkat ini kebanyakannya terdiri daripada oksigen, manakala baki gas-bahagian yang tidak terserap-terdiri daripada nitrogen. Oleh itu, dengan mengehadkan tempoh penjerapan kepada kurang daripada satu minit, pemisahan awal oksigen dan nitrogen boleh dicapai. Pada dasarnya, proses penjerapan dan nyahjerapan didorong oleh pembezaan tekanan{15}}penjerapan berlaku apabila tekanan meningkat dan nyahjerapan berlaku apabila tekanan berkurangan. Pembezaan sebenar antara oksigen dan nitrogen, bagaimanapun, bergantung pada perbezaan dalam kadar penjerapannya dan dicapai dengan mengawal dengan tepat tempoh penjerapan; dengan memastikan tempoh ini sangat singkat, oksigen diserap sepenuhnya, manakala proses penjerapan dihentikan sebelum nitrogen mempunyai masa yang mencukupi untuk diserap.
Prinsip Pemisahan Udara Kriogenik untuk Penjanaan Nitrogen
Sistem penjanaan nitrogen kriogenik mampu menghasilkan bukan sahaja nitrogen gas tetapi juga nitrogen cecair, dengan itu memenuhi keperluan proses yang secara khusus memerlukan nitrogen cecair. Tambahan pula, nitrogen cecair yang dihasilkan boleh disimpan dalam tangki simpanan khusus. Dalam keadaan permintaan nitrogen terputus-putus atau semasa penyelenggaraan kecil unit pengasingan udara, nitrogen cecair yang disimpan dalam tangki ini boleh diarahkan ke dalam pengewap, dipanaskan, dan kemudian dimasukkan ke dalam saluran paip nitrogen produk untuk memenuhi keperluan nitrogen kemudahan proses hiliran. Kitaran operasi loji penjanaan nitrogen kriogenik (ditakrifkan sebagai selang antara dua kitaran-pemanasan utama) biasanya menjangkau lebih daripada satu tahun; akibatnya, ia secara amnya dianggap tidak perlu untuk menyediakan unit sandaran khusus untuk sistem kriogenik. Sebaliknya, sistem Pressure Swing Adsorption (PSA) mampu menghasilkan nitrogen gas sahaja dan tidak mempunyai keupayaan sandaran sedemikian; oleh itu, unit PSA tunggal tidak dapat menjamin operasi-panjang yang berterusan tanpa gangguan.
Prinsip Pemisahan Udara Membran untuk Penjanaan Nitrogen
Selepas dimampatkan dan ditapis, udara memasuki unit pemisah membran polimer. Oleh kerana pelbagai gas mempunyai keterlarutan dan pekali resapan yang berbeza dalam bahan membran, ia mempamerkan kadar resapan relatif yang berbeza semasa ia melalui membran. Berdasarkan ciri ini, gas boleh dikategorikan secara meluas kepada dua kumpulan: "gas cepat" dan "gas perlahan." Apabila campuran gas tertakluk kepada pembezaan tekanan merentas membran, gas dengan kadar resapan yang agak pantas-seperti air, hidrogen, helium, hidrogen sulfida dan karbon dioksida-melepasi membran dan menjadi diperkaya pada bahagian resapan. Sebaliknya, gas dengan kadar resapan yang agak perlahan-seperti metana, nitrogen, karbon monoksida dan argon-dikekalkan dan diperkaya pada bahagian retentat membran, dengan itu mencapai pemisahan campuran gas.