L'azote en tant que gaz inerte dans le domaine industriel, sa technologie de préparation sur site a principalement trois options principales: L'adsorption à pression variable (PSA), la séparation par membrane et la méthode électrochimique, chacun des principes techniques et des scénarios d'application.
La technologie PSA (Pressure Swing Adsorption) est actuellement un schéma mature largement utilisé. Son principe de base est d'utiliser la différence de vitesse d'adsorption de l'oxygène et de l'azote dans l'air à partir d'un tamis moléculaire de carbone (la diffusion de l'oxygène est plus rapide), par un processus cyclique d'adsorption sous pression, de désorption sous pression réduite, permettant la séparation de l'azote et de l'oxygène. La technologie PSA produit une grande quantité d'azote, une grande pureté (jusqu'à 99999%) et un démarrage rapide, adapté aux besoins industriels de taille moyenne à grande, tels que les industries chimiques, métallurgiques et autres.
La technique de séparation par membrane repose sur un assemblage de membranes fibreuses creuses. Lorsque l'air comprimé traverse le Groupe de membranes, l'oxygène, la vapeur d'eau et d'autres « gaz rapides» sont préférentiellement évacués à travers la paroi de la membrane en raison de la vitesse de pénétration élevée, et l'azote en tant que « gaz lent» reste à l'intérieur de la cavité de la membrane pour être collecté. La technologie a une structure compacte, aucune pièce en mouvement, un entretien simple, mais la pureté de l'azote est généralement de 95% - 99,5%, et le rendement est limité par la surface de la membrane et la pression d'admission, il est plus approprié pour les occasions où l'espace est limité et les exigences de pureté ne sont pas élevées, telles que l'emballage alimentaire, le remplissage d'azote des pneus, etc.
La production électrochimique d'azote est une technologie émergente qui produit de l'azote de haute pureté par électrolyse de l'eau ou par le principe de la migration ionique. Certains systèmes électrolysent d'abord l'eau pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène, puis consomment de l'oxygène pour produire de l'azote et de l'eau par réaction catalytique; D'autres utilisent des membranes électrolytiques spéciales pour le transport sélectif des ions. Cette méthode permet d'obtenir de l'azote de haute pureté (≥ 999995%) et sec, mais avec une consommation d'énergie plus élevée et une faible production de gaz, principalement utilisé dans les laboratoires, les instruments d'analyse et d'autres domaines.
Résumé du duel technologique: PSA occupe le courant principal industriel avec une grande pureté et un grand rendement; Séparation de membrane pour compact et fiable longue vue, pour répondre aux besoins de pureté moyenne; L'électrochimie est au service du domaine de la précision avec une très grande pureté. Le choix doit tenir compte des exigences de pureté, des besoins en gaz, des coûts de consommation d'énergie et des contraintes d'espace, et les systèmes modernes combinent souvent plusieurs technologies pour optimiser les performances. À l'avenir, l'innovation des matériaux et le contrôle intelligent feront progresser la technologie de production d'azote vers une plus grande efficacité et une réduction du carbone.