窒素と水素の取得:
窒素(n2)
1。空気の分数蒸留: これは、窒素を生成するための最も一般的な方法です。空気は液化され、その後蒸留されます。窒素は酸素よりも沸点が低いため、最初に蒸発し、収集されます。このプロセスでは、99.99%以上の純度が得られます。
2。圧力スイング吸着(PSA): この方法では、ゼオライトまたは他の吸着剤を使用して、酸素、二酸化炭素、およびその他のガスを空気から選択的に除去し、窒素を残します。分数蒸留よりも安いですが、より低い純度窒素(約99.5%)を生成します。
3。膜分離: この方法は、他のガスをブロックしながら窒素が通過できるようにする特殊な膜を利用します。費用対効果が高く、95〜99%の純度で窒素を生成できます。
4。オンサイト窒素ジェネレーター: これらのユニットは、PSAや膜分離などのさまざまな方法を使用して、使用時点で直接窒素を生成し、輸送と貯蔵の必要性を排除します。
水素(H2)
1。天然ガスの蒸気改革: これは、水素生産のために最も広く使用されている方法です。天然ガス(主にメタン)は、触媒の存在下で高温で蒸気と反応し、水素と二酸化炭素を生成します。
2。水の電気分解: このプロセスは、電気を使用して水分子を水素と酸素に分割します。電気分解は、太陽や風などの再生可能エネルギー源によって駆動することができ、清潔で持続可能な方法になります。
3。炭化水素の部分酸化: この方法では、天然ガスや油などの炭化水素を高温で酸素とともに反応させて、水素、一酸化炭素、二酸化炭素を生成します。
4。石炭ガス化: この方法では、水素やその他のガスを生成するために、高温で蒸気と酸素で石炭を反応させることが含まれます。環境上の懸念により、あまり一般的ではありません。
5。バイオマスガス化: このプロセスでは、木材や農業廃棄物などのバイオマスを使用して、ガス化により水素やその他のガスを生成します。これは再生可能で持続可能な方法ですが、効率とコストの面で依然として課題に直面しています。
6。水ガスシフト反応: このプロセスでは、一酸化炭素を蒸気と反応させて、水素と二酸化炭素を生成します。多くの場合、水素収量を増加させるために、蒸気の改質または石炭ガス化と組み合わせて使用されます。
窒素と水素を得る方法は、希望する純度、生産の規模、資源の利用可能性に依存します。各方法には、コスト、効率性、環境への影響に関して、その利点と短所があります。