Сравнение технологии адсорбционного получения азота с другими методами

Адсорбционные азотные станции  конкурируют с тремя основными альтернативами:

1. Газификация жидкого азота (газификатор).
2. Использование баллонного азота.
3. Криогенное воздухоразделение (ВРУ).

Рассмотрим преимущества и недостатки адсорбции  по сравнению с каждым из этих методов.

Адсорбция vs Газификация жидкого азота

Преимущества PSA: 

• Отсутствие потерь при хранении — жидкий азот испаряется в криогенных емкостях (потери 0,5–2% по массе в сутки).
• Не требует криогенной логистики — не нужны цистерны, резервуары хранения и испарители.

Недостатки PSA:

• Ограниченная чистота — максимум 99,9995% (для более чистого азота нужна криогенка).
• Зависимость от качества воздуха — требуется подготовка (фильтрация, осушка).
• Гибкость по производительности — практически не масштабируется под потребности (работает в рамках номинальной производительности).

Адсорбция (PSA) vs Баллонный азот

Преимущества PSA:

• экономия до 70% стоимости — нет расходов на доставку и аренду баллонов.
• Непрерывная подача — не нужно менять баллоны, риск простоев минимален.
• Автономность — не зависит от поставщиков.
• Безопасность — нет риска утечек при транспортировке.

Недостатки PSA:

• Высокие капитальные затраты — станция PSA дороже, чем партия баллонов.
• Требуется обслуживание — замена адсорбентов, фильтров.

Адсорбция (PSA) vs Криогенная установка (ВРУ)

Преимущества PSA:

• Меньшие капитальные затраты — криогенные установки в 5–10 раз дороже.
• Простота эксплуатации — не требует высококвалифицированного персонала.
• Энергоэффективность при малых и средних объемах (PSA потребляет меньше энергии при чистоте до 99,9%).
• Компактность — занимает меньше места, чем ВРУ.
• Быстрый запуск — PSA выходит на режим до 20 минут, ВРУ в течении нескольких часов
• Периодичность работы  — PSA можно включить, через 20 минут она выдаст газ необходимой чистоты, выработать необходимый объем (заполнить ресивер или буферную емкость) и выключить. При необходимости повторить процедуру. ВРУ включить, дождаться выхода на режим в течении нескольких часов, произвести газ или криогенную жидкость, слить в криогенный резервуар или раскачать по баллонам. При следующем повторном включении нужно будет ждать несколько часов для выхода на режим.

Недостатки PSA:

• Не подходит для очень высоких чистот (выше 99,9995%) и больших объемов (выше 2000-4000 нм³/ч).
• Высокое потребление сжатого воздуха — с ростом  производительности требует мощного компрессора.

Вывод: 

• PSA выгоден при чистоте до 99,9995% и производительности до 3000–5000 нм³/ч.
• Криогеника лучше для сверхчистого азота и больших объемов.
• Баллоны оправданы только для точечного использования.
• Жидкий азот удобен, если уже есть криогенная инфраструктура.