Khí nitơ là khí trơ trong lĩnh vực công nghiệp, công nghệ chuẩn bị tại chỗ của nó chủ yếu có ba phương án chính: hấp phụ biến áp (PSA), tách màng và phương pháp điện hóa, mỗi nguyên tắc kỹ thuật và kịch bản ứng dụng có trọng tâm riêng.
Công nghệ PSA (Variable Pressure Absorption) hiện đang được ứng dụng rộng rãi. Nguyên tắc cốt lõi của nó là sử dụng sự khác biệt về tốc độ hấp phụ oxy và nitơ trong không khí (tốc độ khuếch tán oxy nhanh hơn) của sàng phân tử carbon để đạt được sự phân tách nitơ-oxy thông qua quá trình tuần hoàn của áp lực hấp phụ, giải nén và giải hấp. Công nghệ PSA tạo ra lượng nitơ lớn, độ tinh khiết cao (lên tới 99,999%) và bắt đầu nhanh chóng, phù hợp với nhu cầu công nghiệp quy mô vừa và lớn như hóa chất, gia công kim loại và các ngành công nghiệp khác.
Công nghệ tách màng thì dựa vào thành phần màng sợi rỗng để thực hiện. Khi khí nén đi qua bộ màng, "khí nhanh" như oxy và hơi nước được ưu tiên bài tiết qua thành màng do tốc độ thẩm thấu cao, nitơ là "khí chậm" vẫn được thu thập bên trong khoang màng. Công nghệ này có cấu trúc nhỏ gọn, không có bộ phận chuyển động và bảo trì đơn giản, nhưng độ tinh khiết nitơ thường là 95% -99,5%, và sản lượng bị hạn chế bởi diện tích màng và áp suất đầu vào, phù hợp hơn cho những dịp không gian hạn chế và yêu cầu độ tinh khiết không cao, chẳng hạn như bao bì thực phẩm, lốp đầy nitơ, v.v.
Sản xuất nitơ điện hóa là một công nghệ mới nổi tạo ra nitơ có độ tinh khiết cao thông qua nguyên tắc điện phân nước hoặc di chuyển ion. Một số hệ thống thủy phân trước để tạo ra hydro và oxy, sau đó tiêu thụ oxy thông qua phản ứng xúc tác để tạo ra nitơ và nước; Những người khác sử dụng màng plasma điện phân đặc biệt để truyền ion có chọn lọc. Phương pháp này có thể thu được nitơ có độ tinh khiết cao (≥99,9995%) và khô, nhưng tiêu thụ năng lượng cao hơn và sản lượng khí nhỏ, chủ yếu được sử dụng trong phòng thí nghiệm, dụng cụ phân tích và các lĩnh vực khác.
Tổng kết quyết đấu kỹ thuật: PSP chiếm dòng chính công nghiệp với độ tinh khiết cao, sản lượng lớn; Tách màng dài để nhỏ gọn và đáng tin cậy, đáp ứng nhu cầu độ tinh khiết trung bình; Điện hóa học thì phục vụ cho lĩnh vực chính xác với độ tinh khiết siêu cao. Việc lựa chọn đòi hỏi phải xem xét tổng hợp các yêu cầu về độ tinh khiết, nhu cầu về khí đốt, chi phí tiêu thụ năng lượng và hạn chế không gian, và các hệ thống hiện đại cũng thường kết hợp nhiều công nghệ để tối ưu hóa hiệu quả. Trong tương lai, đổi mới vật liệu và kiểm soát thông minh sẽ thúc đẩy hơn nữa sự phát triển của công nghệ sản xuất nitơ theo hướng hiệu quả hơn và ít carbon hơn.