מסננת מולקולרית לייצור חנקן

בתחום התעשייתי, מחולל חנקן נמצא בשימוש נרחב בתעשיות הפטרוכימיה, הנזלת גז טבעי, מטלורגיה, מזון, תרופות ואלקטרוניקה. תוצרי החנקן של מחולל החנקן יכולים לשמש כגז לכלי עבודה, אך גם כחומרי גלם תעשייתיים ומקרר, שהם ציוד ציבורי הכרחי בייצור תעשייתי. תהליך מחולל החנקן מחולק בעיקר לשלושה סוגים: שיטת הפרדת אוויר קר עמוק, שיטת הפרדת ממברנה ושיטת ספיחה באמצעות מסננת מולקולרית (PSA).
שיטת הפרדת אוויר קר עמוקה משתמשת בעיקרון נקודות רתיחה שונות של חמצן וחנקן באוויר, וייצור חנקן נוזלי וחמצן נוזלי באמצעות עקרון הדחיסה, הקירור וזיקוק בטמפרטורה נמוכה. שיטה זו יכולה לייצר חנקן נוזלי וחמצן נוזלי בטמפרטורה נמוכה, בקנה מידה גדול; החיסרון הוא השקעה גדולה, ובדרך כלל משמשת בדרישת חנקן וחמצן בתעשיית המתכת והכימיה.
שיטת הפרדת ממברנות היא שימוש באוויר כחומר גלם, תחת תנאי לחץ מסוימים, בחמצן וחנקן בממברנה עם שיעורי חדירות שונים כדי לבצע הפרדת חמצן וחנקן. לשיטה זו יתרונות של מבנה פשוט, ללא שסתום מיתוג, נפח קטן וכו', אך מכיוון שחומר הממברנה תלוי בעיקר ביבוא, המחיר הנוכחי יקר ושיעור החדירה נמוך, ולכן היא משמשת בעיקר למטרות מיוחדות של זרימה קטנה, כגון מכונות ניידות לייצור חנקן.
שיטת ספיחה בלחץ מסננת מולקולרית (PSA) היא שימוש באוויר כחומר גלם, מסננת מולקולרית פחמן כחומר סופח, השימוש בעיקרון ספיחה בלחץ, שימוש במסננת מולקולרית פחמן לספיחת חמצן וחנקן ושיטת הפרדת חמצן וחנקן. לשיטה זו מאפיינים של זרימת תהליך פשוטה, רמת אוטומציה גבוהה, צריכת אנרגיה נמוכה וטוהר חנקן גבוה, וזו הטכנולוגיה הנפוצה ביותר. לפני שהאוויר נכנס למגדל הספיחה האנושי, יש לייבש את המים באוויר כדי להפחית את שחיקת המים על המסננת המולקולרית ולהאריך את חיי השירות של המסננת המולקולרית. בתהליך ייצור חנקן PSA קונבנציונלי, מגדל ייבוש משמש בדרך כלל להסרת הלחות מהאוויר. כאשר מגדל הייבוש רווי במים, מגדל הייבוש נשאב בחזרה עם האוויר היבש כדי לממש את התחדשות מגדל הייבוש.