1、深冷空分法:这是一种传统的制氮方法,将空气压缩、净化后,再利用热交换将空气液化成液态空气,然后利用液氧和液氮的不同沸点,通过对液态空气的精馏,分离得到氮气,该方法能得到高纯度的氮气,适用于大规模工业制氮,但设备占地面积大,基建成本、设备成本、运行成本都比较高,且产气慢,安装要求高,周期长。
2、变压吸附法(PSA):在常温下,利用分子筛等吸附剂对氧气和氮气的吸附能力差异,通过加压吸附、减压解吸的循环过程,使氮气从空气中分离出来,这种方法工艺流程简单,操作方便,设备紧凑,能耗低,产气快,适合中小规模制氮,分子筛对水分和二氧化碳等杂质敏感,需配备良好的预处理系统。
3、膜分离法:利用氧气和氮气等不同性质的气体在一定的压力条件下,在膜内渗透率不同,将氧气和氮气分离,该方法设备结构简单、体积较小、维护量少、产气速度较快、扩容方便,特别适用于纯度≤99.5%的中小氮气用户需求,但当氮气纯度在98%以上时,其制氮成本相对较高。
工业制取氮气的方法多样,各有优缺点,实际应用中需根据生产规模、成本、氮气纯度及使用需求等因素综合考虑选择合适的制氮方法,随着技术的不断发展,未来可能会有更高效、更环保、更经济的制氮技术出现。