ไนโตรเจนสร้างตะแกรงโมเลกุล

ในภาคอุตสาหกรรม เครื่องกำเนิดไนโตรเจนมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี การผลิตก๊าซธรรมชาติเหลว โลหะวิทยา อาหาร ยา และอิเล็กทรอนิกส์ ผลิตภัณฑ์ไนโตรเจนจากเครื่องกำเนิดไนโตรเจนสามารถใช้เป็นก๊าซสำหรับเครื่องมือวัด รวมถึงเป็นวัตถุดิบทางอุตสาหกรรมและสารทำความเย็น ซึ่งเป็นอุปกรณ์สำคัญที่จำเป็นในการผลิตทางอุตสาหกรรม กระบวนการผลิตไนโตรเจนแบ่งออกเป็น 3 วิธีหลัก ได้แก่ วิธีการแยกด้วยอากาศเย็นจัด วิธีการแยกด้วยเยื่อ และวิธีการดูดซับด้วยแรงดันโดยใช้ตะแกรงโมเลกุล (PSA)
วิธีการแยกอากาศเย็นแบบลึกคือการใช้หลักการจุดเดือดที่แตกต่างกันของออกซิเจนและไนโตรเจนในอากาศ และผลิตไนโตรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวโดยใช้หลักการอัด การทำความเย็น และการกลั่นที่อุณหภูมิต่ำ วิธีนี้สามารถผลิตไนโตรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวที่อุณหภูมิต่ำได้ในปริมาณมาก ข้อเสียคือการลงทุนสูง โดยทั่วไปใช้ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยาและเคมีภัณฑ์ที่ต้องการไนโตรเจนและออกซิเจน
วิธีการแยกด้วยเยื่อเมมเบรนนั้นใช้อากาศเป็นวัตถุดิบ ภายใต้สภาวะความดันที่กำหนด โดยใช้ออกซิเจนและไนโตรเจนผ่านเยื่อเมมเบรนที่มีอัตราการซึมผ่านต่างกัน เพื่อแยกออกซิเจนและไนโตรเจนออกจากกัน วิธีนี้มีข้อดีคือโครงสร้างเรียบง่าย ไม่มีวาล์วสลับ ขนาดเล็ก ฯลฯ แต่เนื่องจากวัสดุเยื่อเมมเบรนส่วนใหญ่ต้องนำเข้า ราคาจึงสูงและอัตราการซึมผ่านต่ำ ดังนั้นจึงส่วนใหญ่ใช้สำหรับงานเฉพาะที่มีอัตราการไหลน้อย เช่น เครื่องผลิตไนโตรเจนแบบเคลื่อนที่
วิธีการดูดซับด้วยแรงดันโดยใช้ตะแกรงโมเลกุล (PSA) คือการใช้อากาศเป็นวัตถุดิบ ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนเป็นสารดูดซับ โดยใช้หลักการดูดซับด้วยแรงดัน และใช้ตะแกรงโมเลกุลคาร์บอนในการดูดซับและแยกออกซิเจนและไนโตรเจน วิธีนี้มีลักษณะเด่นคือ กระบวนการทำงานง่าย มีระบบอัตโนมัติสูง ใช้พลังงานต่ำ และมีความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนสูง จึงเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ก่อนที่อากาศจะเข้าสู่หอดูดซับ ต้องกำจัดความชื้นในอากาศออกก่อนเพื่อลดการกัดกร่อนของน้ำบนตะแกรงโมเลกุลและยืดอายุการใช้งานของตะแกรงโมเลกุล ในกระบวนการผลิตไนโตรเจนแบบ PSA ทั่วไป มักใช้หออบแห้งเพื่อกำจัดความชื้นในอากาศ เมื่อหออบแห้งอิ่มตัวด้วยน้ำแล้ว จะต้องเป่าลมแห้งกลับเข้าไปในหออบแห้งเพื่อฟื้นฟูสภาพของหออบแห้ง