В промышленности все методы получения азота базируются на разделении атмосферного воздуха, который является наиболее доступным сырьем, содержащим около 75% искомого продукта. Остальные методы характеризуются высокими затратами и используются в основном в исследовательских лабораториях. Получение азота происходит в промышленности как для собственных нужд, так и для продажи. Готовый газ из воздухоразделительных установок поступает прямо к потребителям или помещается в баллоны, где хранится и транспортируется.
Самые востребованные виды производства азота:
Мембранное отделение азота
Для понимания процесса добычи азота в промышленности с использованием метода мембранного разделения необходимо разобраться в структуре модулей, используемых для этого. Они представляют собой цилиндры, в которых размещены волокна-макаронины, ориентированные вдоль стенок. Сжатый воздух направляется на торцы полимерных трубок, через которые пропускаются молекулы азота, а другие вещества удаляются через стенки волокон. Однако модули обладают низкой фильтрующей способностью, поэтому вторичным продуктом является воздух, обогащенный кислородом. Максимальная чистота азота составляет 99,6%
Адсорбционное отделение азота
Адсорбционные генераторы азота работают на основе принципа адсорбции, который позволяет отделить молекулы газов друг от друга. Генератор состоит из двух сосудов, заполненных адсорбентным материалом, который может пропускать молекулы кислорода, но задерживать молекулы азота. В цикле работы адсорбционного генератора азота эти два сосуда чередуются между состояниями насыщения газов и их освобождения.
В начале цикла сжатый воздух проходит через сосуд, заполненный адсорбентом, где задерживаются молекулы кислорода, а молекулы азота проходят через материал и выходят на другой конец. Когда первый сосуд становится насыщенным кислородом, процесс переключается на второй сосуд. В первый же сосуд направляется поток воздуха, который ранее прошел через второй сосуд, и теперь насыщенный кислородом воздух выходит наружу. Таким образом, при каждой смене направления потока воздуха молекулы кислорода задерживаются, а молекулы азота проходят через адсорбент без перерыва.
Этот процесс называется регенерацией, и он повторяется циклически. Выходящий из генератора азот обладает чистотой от 95% до 99,9995%, в зависимости от качества использованного адсорбента и конкретной конструкции установки. Использование адсорбционных генераторов азота может быть более экономичным по сравнению с другими методами производства азота.
