杭州諾卓テクノロジーグループ株式会社

極低温空気分離（低温空気分離）と一般的な窒素製造装置（膜分離法や圧力スイング吸着法などの窒素製造装置）は、工業用窒素製造の主な方法です。極低温空気分離技術は、その効率的な窒素製造能力と優れた純度により、様々な産業で広く利用されています。本稿では、極低温空気分離と窒素製造装置の利点と相違点を徹底的に検証し、窒素純度、装置の用途、運用コストの観点から比較分析を行い、適切な窒素製造技術を選択するための参考資料を提供します。窒素純度

窒素製造における深冷空気分離の大きな利点の一つは、極めて高い窒素純度を実現できることです。深冷空気分離は通常、99.999%を超える純度の窒素を製造でき、これは電子機器製造、化学合成、航空宇宙産業など、極めて高純度の窒素を必要とする用途にとって極めて重要です。一方、膜分離窒素製造装置は純度90%～99.5%の窒素しか供給できません。一方、圧力スイング吸着（PSA）窒素製造装置は最大99.9%の純度の窒素を供給できますが、それでも深冷空気分離の性能には匹敵しません。そのため、高純度ガスを必要とする産業においては、深冷空気分離の方が競争力が高いと言えます。

窒素生産量

深冷空気分離装置は大量の窒素を生産できるため、製鉄所や化学工場など、窒素需要の高い用途に特に適しています。深冷空気分離装置は低温で空気を液化させ、窒素と酸素を分離するため、単体の生産能力は数百立方メートル、さらには数千立方メートル/時に達することもあります。一方、膜分離式や圧力スイング吸着式窒素製造装置は生産能力が比較的限られており、通常は窒素需要が数十立方メートルから数百立方メートル/時程度の中小規模の産業ユーザーに適しています。したがって、窒素需要の高い用途では、深冷空気分離装置が企業のニーズをよりよく満たすことができます。

運営コスト

運転コストの観点から見ると、大規模連続運転では深冷空気分離装置の方が経済的です。深冷空気分離装置の初期投資は高くなりますが、長期運転ではガス単価が相対的に低くなります。特に窒素と酸素の需要が同時に高いシナリオでは、深冷空気分離は共生産を通じてガス生産の総コストを大幅に削減できます。一方、圧力スイング吸着窒素生産および膜分離技術は、特に高純度窒素を生産する場合、エネルギー消費量が多くなります。運転コストは比較的高く、窒素生産量が多い場合の運転経済効率は深冷空気分離ほど高くありません。適用シナリオ

極低温空気分離装置は、鉄鋼、化学、石油化学など、窒素と酸素の両方が必要な大規模な工業生産に広く使用されています。一方、圧力スイング吸着式窒素製造装置と膜分離装置は、中小企業、特に窒素を柔軟かつ迅速に入手する必要があるシナリオに適しています。極低温空気分離システムは、一定の事前計画と設置時間を必要とし、長期安定運転を必要とする大規模施設に適しています。一方、膜分離装置と圧力スイング吸着装置は比較的小型で、移動や設置が迅速であり、短期プロジェクトや柔軟なレイアウトが求められる場所に適しています。

ガス生産能力

極低温空気分離のもう一つの大きな利点は、そのガス生産能力です。極低温空気分離は窒素だけでなく、酸素やアルゴンなどの他の産業ガスも生産することができ、これらは製鉄、化学品製造などの分野で重要な用途があります。そのため、極低温空気分離技術は多様なガス需要を持つ企業に適しており、ガス調達コストを大幅に削減できます。一方、圧力スイング吸着装置や膜分離装置は通常、窒素しか生産できず、生産される窒素の純度と出力には多くの制約があります。

環境保護とエネルギー効率

極低温空気分離システムは、環境保護とエネルギー効率の面でも一定の利点があります。極低温空気分離は物理的な分離方法を採用しており、化学薬品を必要としないため、環境汚染を引き起こしません。さらに、設計と熱回収技術の改善により、極低温空気分離装置のエネルギー利用効率は大幅に向上しています。一方、圧力スイング吸着式窒素製造装置は、頻繁な吸着・脱着プロセスを必要とするため、比較的高いエネルギー消費量となります。膜分離式窒素製造装置は、エネルギー消費量は比較的低いものの、適用範囲が限られており、特に高純度・大流量が求められる場合には、エネルギー利用効率は極低温空気分離装置ほど高くありません。

メンテナンスと運用

深冷空気分離システムのメンテナンスは比較的複雑であり、管理と定期的なメンテナンスには経験豊富な技術者が必要です。しかし、安定した性能と長い機器寿命により、深冷空気分離装置は長期にわたって効率的な運転を維持できます。一方、膜分離装置や圧力スイング吸着装置のメンテナンスは比較的簡単ですが、吸着剤や膜部品などのコア部品は汚染や老朽化の影響を受けやすく、メンテナンスサイクルが短く、メンテナンス頻度が高くなるため、装置の長期的な経済性と信頼性に影響を与える可能性があります。

まとめ

結論として、深冷空気分離技術は、窒素純度、生産量、運転コスト、ガス併産の面で、一般的な圧力スイング吸着法や膜分離法の窒素製造装置に比べて大きな利点があります。深冷空気分離は、特に窒素純度、酸素需要、生産量に対する要求が高い大規模産業企業に適しています。一方、中小企業や窒素需要が柔軟で生産量が比較的少ない企業にとっては、圧力スイング吸着法や膜分離法の窒素製造装置の方が経済的に実現可能な選択肢です。したがって、企業は実際のニーズに基づいて合理的な選択を行い、最も適切な窒素製造装置を選択する必要があります。

当社は空気分離ユニットの製造・輸出業者です。当社についてさらに詳しく知りたい方は、

担当者：アンナ

電話/Whatsapp/Wechat:+86-18758589723

Email :anna.chou@hznuzhuo.com