Meginregla PSA köfnunarefnismyndunar
Kolefni sameinda sigti eru fær um að gleypa bæði súrefni og köfnunarefni samtímis úr loftinu; ennfremur eykst aðsogsgeta þeirra eftir því sem þrýstingur hækkar. Við hvaða þrýsting sem er, er hins vegar enginn marktækur munur á jafnvægisásogsgetu súrefnis og köfnunarefnis. Þar af leiðandi er erfitt að ná fram skilvirkum aðskilnaði súrefnis og köfnunarefnis sem byggist eingöngu á þrýstingsbreytingum. Hins vegar, með því að taka frásogshraða-sérstaklega, aðsogshraðann- með í reikninginn, er hægt að greina ásogseiginleika súrefnis og köfnunarefnis á áhrifaríkan hátt. Súrefnissameindir hafa minna þvermál en köfnunarefnissameindir; þar af leiðandi er dreifingarhraði þeirra nokkur hundruð sinnum hraðar en köfnunarefnis. Fyrir vikið gleypa kolefnissameindasíin súrefni mjög hratt og ná yfir 90% af frásogsgetu þeirra innan um það bil einnar mínútu. Á þessum sama tímapunkti er frásogsupptaka köfnunarefnis aðeins um 5%. Þess vegna samanstendur efnið sem aðsogast á þessu stutta millibili að mestu úr súrefni, en gasið sem eftir er -óaðsogað hlutinn-samanstendur aðallega af köfnunarefni. Þannig er hægt að ná bráðabirgðaaðskilnaði súrefnis og köfnunarefnis með því að takmarka aðsogstímann við minna en eina mínútu. Í meginatriðum eru ferli aðsogs og frásogs knúin áfram af þrýstingsmun- frásog á sér stað þegar þrýstingur eykst og frásog á sér stað þegar þrýstingur minnkar. Raunveruleg aðgreining súrefnis og köfnunarefnis byggir hins vegar á mismuninum í aðsogshraða þeirra og er náð með því að stjórna nákvæmlega frásogstímanum; með því að hafa þennan tíma mjög stuttan aðsogast súrefni að fullu á meðan aðsogsferlið er stöðvað áður en nitur hefur fengið nægan tíma til að aðsogast.
Meginreglan um Cryogenic Air Separation fyrir Köfnunarefnismyndun
Köfnunarefnismyndunarkerfi í frosti geta framleitt ekki aðeins loftkennt köfnunarefni heldur einnig fljótandi köfnunarefni og uppfylla þannig kröfur um ferli sem sérstaklega kalla á fljótandi köfnunarefni. Ennfremur er hægt að geyma framleitt fljótandi köfnunarefni í þar til gerðum geymslugeymum. Í tilfellum af köfnunarefnisþörf með hléum eða við minniháttar viðhald á loftskilunareiningunni, er hægt að beina fljótandi köfnunarefninu sem geymt er í þessum tönkum inn í uppgufunartæki, hita það og síðan fæða það inn í köfnunarefnisleiðsluna til að uppfylla köfnunarefnisþörf vinnsluaðstöðunnar. Rekstrarlota köfnunarefnisframleiðsluverksmiðju (skilgreint sem bilið á milli tveggja helstu-upphitunarferla) spannar venjulega meira en eitt ár; þar af leiðandi er almennt talið óþarfi að útvega sérstaka öryggisafritunareiningu fyrir frystikerfi. Aftur á móti geta Pressure Swing Adsorption (PSA) kerfin aðeins framleitt loftkennt köfnunarefni og skortir slíka varagetu; þar af leiðandi getur ein PSA eining ekki tryggt samfellda-langtíma starfsemi án truflana.
Meginreglan um himnuloftaðskilnað fyrir myndun köfnunarefnis
Eftir að hafa verið þjappað saman og síað fer loft inn í aðskilnaðareiningu fjölliða himnu. Vegna þess að ýmsar lofttegundir hafa mismunandi leysni og dreifingarstuðla innan himnuefnisins, sýna þær mismunandi hlutfallslega gegndræpishraða þegar þær fara í gegnum himnuna. Byggt á þessum eiginleikum er hægt að flokka lofttegundir í stórum dráttum í tvo hópa: "hröð lofttegundir" og "hægar lofttegundir." Þegar gasblanda verður fyrir þrýstingsmun yfir himnu, fara lofttegundir með tiltölulega hraðan gegndræpi-eins og vatn, vetni, helíum, brennisteinsvetni og koltvísýringi í gegnum himnuna og auðgast á gegndræpihliðinni. Aftur á móti eru lofttegundir með tiltölulega hægari gegndræpi-eins og metan, köfnunarefni, kolmónoxíð og argon- haldið eftir og auðgað á retentate hlið himnunnar, þannig að losun gasblöndunnar er náð.