Πώς λαμβάνεται το άζωτο και το υδρογόνο;
Λήψη αζώτου και υδρογόνου:
αζώτου (n2)
1. Κλασματική απόσταξη αέρα: Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος για την παραγωγή αζώτου. Ο αέρας υγροποιείται και στη συνέχεια αποστάζεται. Δεδομένου ότι το άζωτο έχει χαμηλότερο σημείο βρασμού από το οξυγόνο, εξατμίζεται πρώτα και συλλέγεται. Αυτή η διαδικασία αποδίδει καθαρότητα 99,99% ή υψηλότερη.
2. Προσρόφηση ταλάντευσης πίεσης (PSA): Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ζεόλιθους ή άλλα προσροφητικά για να απομακρύνει επιλεκτικά το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια από τον αέρα, αφήνοντας πίσω το άζωτο. Είναι φθηνότερο από την κλασματική απόσταξη, αλλά παράγει χαμηλότερη καθαρότητα αζώτου (περίπου 99,5%).
3. Διαχωρισμός μεμβράνης: Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί εξειδικευμένες μεμβράνες που επιτρέπουν στο άζωτο να περάσει κατά την εμπλοκή άλλων αερίων. Είναι οικονομικά αποδοτικό και μπορεί να παράγει άζωτο με καθαρότητα 95-99%.
4. Επιτόπου γεννήτριες αζώτου: Αυτές οι μονάδες χρησιμοποιούν διάφορες μεθόδους όπως το PSA ή το διαχωρισμό μεμβράνης για να παράγουν άζωτο απευθείας στο σημείο χρήσης, εξαλείφοντας την ανάγκη μεταφοράς και αποθήκευσης.
υδρογόνο (H2)
1. Μεταρρύθμιση ατμού φυσικού αερίου: Αυτή είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την παραγωγή υδρογόνου. Το φυσικό αέριο (κυρίως μεθάνιο) αντιδρά με ατμό σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις παρουσία καταλύτη για την παραγωγή διοξειδίου του υδρογόνου και του άνθρακα.
2. Ηλεκτρόλυση νερού: Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να χωρίσει τα μόρια νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο. Η ηλεκτρόλυση μπορεί να τροφοδοτείται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως ηλιακή ή άνεμος, καθιστώντας την καθαρή και βιώσιμη μέθοδο.
3. Μερική οξείδωση των υδρογονανθράκων: Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την αντίδραση υδρογονανθράκων όπως το φυσικό αέριο ή το έλαιο με οξυγόνο σε υψηλές θερμοκρασίες για την παραγωγή υδρογόνου, μονοξειδίου του άνθρακα και διοξειδίου του άνθρακα.
4. Αυοποίηση άνθρακα: Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την αντίδραση του άνθρακα με ατμό και οξυγόνο σε υψηλές θερμοκρασίες για την παραγωγή υδρογόνου και άλλων αερίων. Είναι λιγότερο συνηθισμένο λόγω των περιβαλλοντικών ανησυχιών.
5. Αυοποίηση βιομάζας: Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί βιομάζα όπως ξύλο ή γεωργικά απόβλητα για την παραγωγή υδρογόνου και άλλων αερίων μέσω της αεριοποίησης. Είναι μια ανανεώσιμη και βιώσιμη μέθοδος, αλλά εξακολουθεί να αντιμετωπίζει προκλήσεις όσον αφορά την αποτελεσματικότητα και το κόστος.
6. Αντίδραση μετατόπισης νερού-αερίου: Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την αντίδραση του μονοξειδίου του άνθρακα με ατμό για την παραγωγή υδρογόνου και διοξειδίου του άνθρακα. Χρησιμοποιείται συχνά σε συνδυασμό με την μεταρρύθμιση του ατμού ή την αεριοποίηση του άνθρακα για την αύξηση της απόδοσης του υδρογόνου.
Η μέθοδος για την απόκτηση αζώτου και υδρογόνου εξαρτάται από την επιθυμητή καθαρότητα, την κλίμακα παραγωγής και τη διαθεσιμότητα των πόρων. Κάθε μέθοδος έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της όσον αφορά το κόστος, την αποτελεσματικότητα και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
