Pemisahan Udara Kriogenik untuk Produksi Nitrogen
Pemisahan udara kriogenik adalah metode tradisional untuk memproduksi nitrogen, yang memiliki sejarah selama beberapa dekade. Ia menggunakan udara sebagai bahan bakunya; setelah menjalani kompresi dan pemurnian, udara dicairkan menjadi udara cair melalui pertukaran panas. Udara cair pada dasarnya merupakan campuran oksigen cair dan nitrogen cair. Dengan memanfaatkan perbedaan titik didihnya-di satu atmosfer standar, titik didih oksigen adalah -183 derajat sedangkan titik didih nitrogen adalah -196 derajat -kedua komponen dipisahkan melalui rektifikasi udara cair untuk menghasilkan gas nitrogen. Peralatan pemisahan udara kriogenik bersifat kompleks, menempati area yang luas, memerlukan biaya infrastruktur yang tinggi dan investasi modal awal yang besar, serta menimbulkan biaya pengoperasian yang tinggi. Selain itu, siklus produksi gas relatif lambat (membutuhkan waktu 12 hingga 24 jam), dan proses pemasangan memerlukan persyaratan yang ketat dan jangka waktu yang panjang. Ketika mengevaluasi faktor-faktor seperti peralatan, instalasi, dan infrastruktur secara komprehensif, untuk sistem dengan kapasitas kurang dari 3.500 Nm³/jam, investasi yang diperlukan untuk unit PSA (Pressure Swing Adsorpsi) dengan spesifikasi setara biasanya 20% hingga 50% lebih rendah dibandingkan unit pemisahan udara kriogenik. Oleh karena itu, meskipun unit pemisahan udara kriogenik sangat-cocok untuk produksi nitrogen industri skala besar, namun unit tersebut terbukti tidak layak secara ekonomi untuk aplikasi skala menengah dan kecil.
Pemisahan Udara Saringan Molekuler untuk Produksi Nitrogen
Metode ini memanfaatkan udara sebagai bahan baku dan saringan molekul karbon sebagai adsorben. Dengan menerapkan prinsip Adsorpsi Ayunan Tekanan (PSA)-yang memanfaatkan sifat adsorpsi selektif dari saringan molekul karbon terhadap oksigen dan nitrogen untuk mempengaruhi pemisahannya-gas nitrogen dihasilkan. Teknik ini biasa disebut sebagai pembangkitan nitrogen PSA. Ini mewakili teknologi produksi nitrogen baru yang mengalami perkembangan pesat selama tahun 1970an. Dibandingkan dengan metode produksi nitrogen tradisional, PSA menawarkan beberapa keunggulan berbeda: aliran proses yang disederhanakan, otomatisasi tingkat tinggi, produksi gas yang cepat (biasanya dalam waktu 15 hingga 30 menit), dan konsumsi energi yang rendah. Selain itu, kemurnian gas produk dapat disesuaikan dalam rentang yang luas untuk memenuhi kebutuhan pengguna tertentu. Peralatan ini mudah dioperasikan dan dirawat, memerlukan biaya pengoperasian yang lebih rendah, dan menunjukkan kemampuan beradaptasi yang kuat terhadap berbagai kondisi. Akibatnya, ia sangat kompetitif dalam segmen peralatan produksi nitrogen dengan kapasitas di bawah 1.000 Nm³/jam; setelah semakin populer di kalangan konsumen nitrogen skala- dan{15}}kecil, pembuatan nitrogen PSA kini menjadi metode pilihan bagi pengguna di sektor ini.
Pemisahan Udara Membran untuk Produksi Nitrogen
Metode ini menggunakan udara sebagai bahan mentah dan, dalam kondisi tekanan tertentu, mencapai pemisahan oksigen dan nitrogen dengan memanfaatkan perbedaan laju permeasi yang ditunjukkan oleh gas-gas ini-yang memiliki sifat fisik berbeda-saat melewati membran pemisah. Dibandingkan dengan peralatan pembangkit nitrogen lainnya, peralatan ini menawarkan beberapa keunggulan: struktur yang lebih sederhana, tapak yang lebih ringkas, tidak adanya katup pengalih, kebutuhan perawatan yang lebih sedikit, produksi gas yang lebih cepat (kurang dari atau sama dengan 3 menit), dan kemudahan perluasan kapasitas. Ini sangat-cocok untuk pengguna nitrogen skala-hingga-menengah-yang memerlukan kemurnian nitrogen Kurang dari atau sama dengan 98%, sehingga menawarkan rasio harga-kinerja yang optimal. Namun, ketika persyaratan kemurnian nitrogen melebihi 98%, biayanya 15% lebih tinggi dibandingkan generator nitrogen PSA dengan spesifikasi setara.
