OSLシリーズ20 cfmとの企業を99.99%-99.999%切る繊維レーザー500のpsi 6000-30000Wのためのモジュラー窒素の発電機
 
カーボン分子篩（CMS）上の圧力振動吸着（PSA）技術を使用して遂行される窒素の生産は純度および流れの条件の広い範囲に合うために窒素を作り出す成長した、費用効果が大きく、そして非常に能率的な方法であると考慮される。PSAベースの窒素生成設備の効率の進行中の増加は高められたCMS材料（図1）および工程改善によって運転されている。この記事は革新的な練習および改良されたCMS材料にとりわけ焦点を合わせている間PSAベースの窒素の生成の基礎の概観を提供する。ともに、これらの前進は化学的方法の企業（CPI）の工場運営者に高純度の乾燥した窒素の信頼でき、低価格の供給を現地で作り出す証明された方法を与えるPSAのシステム パフォーマンスの連続的な改善に貢献する。

図1.普通ココナッツ貝から製造された圧縮空気の入口の流れからの別の酸素そして窒素にカーボン分子篩（CMS）の餌は、必要とされる表面積および気孔構造を提供する

窒素—気体および液体の州で多くの産業部門の広い応用範囲で使用される。これらは食糧の生産をおよび飲料、化学薬品および医薬品含んでいる;石油の処理;金属の熱処置;板ガラス、半導体および電子工学の製造;そして多く。大量の窒素を要求する産業設備は純度、流れの条件、パワー消費量、足跡および可搬性と関連している指定すべてに合うために現地窒素の生産の効果的な方法を常に捜す

窒素のガスは第一次構成の分子に空気を分けることによって2つの方法の1つを使用して（窒素および酸素）、作り出される:

1. 溶けた空気の従来の低温学の分別;または圧力振動吸着（PSA）または膜ベースの分離システムを使用して気体空気の2.分離。大量の非常に高い純度（99.998%）の窒素が要求されれば、空気の低温学の分別は最も有効で、最も経済的な技術の選択に残る

2つはこれ窒素の生産の最も古い方法であり、気体および液体窒素を作り出す機能がある（として毎日の使用のためにそしてバックアップ供給）。空気の低温学の分別はユーザーに作り出された窒素を渡す大規模な商業植物で普通遂行される。

但し、多くのCPI設備で、富ませた窒素は小規模PSAの分離か膜ベースの分離システムを使用して現地で作り出される。PSAシステムはカーボン分子篩材料によって空気の酸素の物理吸着の原則を作動させる（プロダクトとして富ませた窒素の流れを残す図1）で示されているそれらのような;プロセスは図2.で説明される。今日のPSAシステムはいろいろな容積で圧縮空気から経済的に窒素を作り出すことができる。例えば、今日のシステムは60,000以上std.に確実に95から99.9995%まで純度の条件を満たすN2を作り出す入口の空気流れをのより少しにより5,000 ft3/h扱うことができる

図2。CMSの餌の中では、酸素は優先的に吸着され、使用のために現地で捕獲されるように窒素が豊富なプロダクト流れがする

但し、PSAシステムの首都そして操業費用は窒素の純度に直接作り出した関連し、より99.5%が要求されるこれらの費用は大きい純度の窒素に一度急速に上る。場合によっては次に、それはPSAシステムとパラジウムか銅の単位を使用して最初に窒素プロダクトの酸素の残りのレベルを取除くために99.5%純度窒素を作り出すことによって高純度窒素を作り出すために費用効果が大きい場合もある。そのようなシステムは1-3 PPMに残りの酸素を低下させることができる。

適切なシステムの選択

最も適切な窒素生産プロセスを選んだ場合、複数の変数は考慮されるべきである。純度および容量は生産の方法の選択に、およびそれ故に影響を与えることができる重要な要因、持っている窒素の単価の直接影響を作り出したである。すべてのタイプそしてパターンにの窒素流れ合うように設計することができるPSAの窒素生成システムの使用、—安定した、周期的、そして風変わり—ここ数十年間、簡易性、性能、柔軟性、信頼性のおかげでの間に人気でこの生産のルートの比較的低い首都そして操業費用育ち。

但し、CMSの餌に基づいてPSAシステムを使用する最適の窒素生産率は作り出されるN2のおよそ3,000 Nm3/hである（>95%純度）。その範囲の中では、PSAは空気液化および低温学分離、または膜ベースの分離によってO2/N2分離より経済的な選択行う。CMSを使用してPSAベースの窒素生成の技術の原則およびプロセス工学のノウーハウの複数の重要な面は後で論議される。

カーボン分子篩

CMSは比較的狭い気孔サイズの配分を用いる非結晶（無定形の）構造がある活性炭の特別なクラスの一部分である。この材料は酸素と窒素間の吸着容量の相違よりもむしろ窒素の吸着の率に、基づいて分子分離を提供する。図2は富ませた窒素の流れ（ノートをもたらすためにcompressed-air入口のN2の分子からのO2分子の分離（取り外し）のために適切であるCMS材料の内部の構造を、示す:カーボン分子篩はゼオライトの分子篩は窒素のために選択的であるが）、酸素のために選択的である。