질소는 공업 분야의 불활성 기체로서, 그 현장 제조 기술은 주로 세 가지 주류 방안이 있다: 변압 흡착 (PSA), 필름 분리 및 전기 화학법, 각 기술 원리와 응용 장면은 각각 치중이 있다.
PSA (변압 흡착) 기술은 현재 널리 응용되고 있는 성숙한 방안이다.그 핵심원리는 탄소분자체의 공기중의 산소와 질소가스 흡착속도의 차이(산소의 확산속도가 더욱 빠르다)를 리용하여 가압흡착, 감압해흡의 순환과정을 통해 질소산소분리를 실현하는것이다.PSA 기술은 질소량이 많고 순도 (99.999%) 가 높으며 가동이 빠르여 화학공업, 금속가공 등 중대형 규모의 공업수요에 적합하다.
필름 분리 기술은 중공 섬유 필름 부품에 의해 이루어진다.압축공기가 막조를 통과할 때 산소, 수증기 등"빠른 가스"는 침투속도가 높기에 우선적으로 막벽을 통해 배출되며 질소는"느린 가스"로서 막강내부에 남아 수집된다.이 기술은 구조가 치밀하고 운동부품이 없으며 유지보수가 간단하지만 질소가스의 순도는 일반적으로 95~99.5% 이고 생산량은 막면적과 공기흡입압력의 제한을 받아 공간이 제한되고 순도에 대한 요구가 높지 않은 장소에 더욱 적합하다. 례를 들면 식품포장, 타이어의 질소충전 등이다.
전기화학제질소는 전해수나 이온 이동 원리를 통해 고순도 질소를 만들어내는 신흥 기술이다.일부 시스템은 먼저 물을 전기분해하여 수소와 산소를 발생시킨 다음 촉매반응을 통해 산소를 소모하여 질소와 물을 생성한다.다른 일부는 특수 전해질막을 이용하여 선택적으로 이온을 전송한다.이 방법은 순도 (≥ 99.9995%) 가 높은 질소를 얻을 수 있고 건조하지만 에너지 소모가 비교적 높고 가스 생산량이 적어 주로 실험실, 분석기기 등 분야에 응용된다.
기술 대결 총결: PSA는 고순도, 대생산량으로 공업의 주류를 차지한다;필름 분리는 치밀하고 신뢰할 수 있는 것으로 중등 순도 수요를 만족시킨다;전기화학은 초고순도로 정밀 분야에 봉사한다.선택할 때 순도 요구, 가스 수요, 에너지 소모 원가와 공간 제한을 종합적으로 고려해야 하며, 현대 시스템도 종종 다양한 기술을 결합하여 효능을 최적화한다.앞으로 재료혁신과 지능화통제는 질소제조기술을 더욱 능률적이고 더욱 낮은 탄소의 방향으로 진일보 추동하게 된다.