(1)PSA變壓吸附和膜分離制氮的工藝流程簡單,設(shè)備數(shù)量少,操作簡單,可隨時停機(jī),并可長時間停機(jī)。(深冷制氮工藝不僅復(fù)雜,而且需要在深冷、低溫條件下操作。設(shè)備投入正常運行前,有一個預(yù)冷啟動過程,啟動時間一般不少于從膨脹機(jī)啟動到氮氣純度達(dá)到要求的12h。設(shè)備檢修前,必須有一段加熱解凍時間,一般為24小時。因此,不宜頻繁啟停氮肥生產(chǎn)。與PSA-PSA相比,膜分離制氮不僅設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,而且操作維護(hù)簡單,制氣時間短。
(2)深冷分離制氮可同時獲得氣氮和液氮,適宜需要液氮的工藝流程。液氮也可貯存于液氮儲槽作為備用,當(dāng)出現(xiàn)氮氣需求短時驟增或制氮設(shè)備小修時,可將貯槽內(nèi)的液氮汽化后送入氮氣管網(wǎng)以滿足工藝裝置對氮氣的連續(xù)性需求。PSA變壓吸附和膜分離制氮變壓吸附制氮只能生產(chǎn)氮氣,無備用手段,單套設(shè)備難以確保工藝裝置連續(xù)長周期運行。
(3)當(dāng)?shù)獨饧兌润w積分?jǐn)?shù)≤97%時,PSA變壓吸附和膜分離制氮工藝的氮氣提取率基本相當(dāng);當(dāng)?shù)獨饧兌润w積分?jǐn)?shù)>99%時,采用深冷分離制氮工藝氮提取較好,PSA變壓吸附次之,膜分離制氮工藝氮提取率急劇降低。同時,制取相同壓力的氮氣,深冷分離制氮空氣壓縮機(jī)出口空氣壓力與PSA變壓吸附制氮相當(dāng),而膜分離制氮壓力要求空氣壓力較高。3種制氮工藝主要能耗在空氣壓縮機(jī),故當(dāng)制取氮氣純度較高時,膜分離制氮所需空氣壓縮機(jī)規(guī)模大,功率高,總能耗較好,PSA變壓吸附制氮次之,深冷分離制氮能耗相對較低。
(4)PSA變壓吸附制氮的氮氣分離吸附-解吸-吸附過程存在壓力波動,氮氣壓力不穩(wěn);而深冷分離和膜分離制氮的氮氣分離過程為連續(xù)進(jìn)行,產(chǎn)品氮氣壓力較為穩(wěn)定。因此PSA制氮必需在PSA吸附塔氮氣出口增加氮氣緩沖罐,以緩沖氮氣,調(diào)蓄氣體壓力,從而確保氮氣產(chǎn)品壓力的穩(wěn)定性。
(5)深冷分離制氮設(shè)備多,流程長,占地大,投資較高。膜分離制氮與PSA變壓吸附制氮相比,所需空氣量大,壓比高,壓縮機(jī)規(guī)模大,對應(yīng)的空氣凈化組件(過濾器、干燥機(jī)、除油器等)比PSA變壓吸附大,投資高,且制氮核心部件的膜組件的成本也高于PSA吸附塔。因此,PSA變壓吸附制氮投資小。