Princip stvaranja azota PSA
Ugljična molekularna sita su sposobna da istovremeno adsorbiraju kisik i dušik iz zraka; osim toga, njihov kapacitet adsorpcije raste kako pritisak raste. Međutim, pri bilo kom datom pritisku ne postoji značajna razlika između ravnotežnih adsorpcionih kapaciteta kiseonika i azota. Shodno tome, teško je postići efikasno odvajanje kiseonika i azota samo na osnovu varijacija pritiska. Međutim, uzimajući u obzir kinetiku adsorpcije-konkretno, brzinu adsorpcije-, karakteristike adsorpcije kiseonika i azota mogu se efikasno razlikovati. Molekuli kiseonika imaju manji prečnik od molekula azota; posljedično, njihova je brzina difuzije nekoliko stotina puta brža od one azota. Kao rezultat toga, ugljenična molekularna sita vrlo brzo adsorbiraju kisik, dostižući preko 90% svog adsorpcionog kapaciteta u roku od otprilike jedne minute. U ovom istom trenutku, adsorpciono usvajanje azota je samo oko 5%. Prema tome, supstanca koja se adsorbuje tokom ovog kratkog intervala sastoji se pretežno od kiseonika, dok se preostali gas-neadsorbovani deo- sastoji pretežno od azota. Dakle, ograničavanjem trajanja adsorpcije na manje od jedne minute, može se postići preliminarno odvajanje kisika i dušika. U suštini, procesi adsorpcije i desorpcije su vođeni razlikama u pritisku-adsorpcija se dešava kada se pritisak poveća, a desorpcija kada se pritisak smanji. Stvarna diferencijacija između kisika i dušika, međutim, oslanja se na disparitet u njihovim brzinama adsorpcije i postiže se preciznom kontrolom trajanja adsorpcije; održavanjem ovog trajanja vrlo kratkim, kiseonik se potpuno adsorbuje, dok se proces adsorpcije zaustavlja prije nego što dušik ima dovoljno vremena da se adsorbira.
Princip kriogenog odvajanja vazduha za generisanje azota
Kriogeni sistemi za proizvodnju azota sposobni su da proizvode ne samo gasoviti azot već i tečni azot, čime se zadovoljavaju procesni zahtevi koji posebno zahtevaju tečni azot. Štaviše, proizvedeni tečni azot može se skladištiti u namenskim rezervoarima za skladištenje. U slučajevima povremene potražnje za azotom ili tokom manjeg održavanja jedinice za odvajanje vazduha, tečni azot uskladišten u ovim rezervoarima može se usmeriti u isparivač, zagrejati i zatim uneti u cevovod za azot proizvoda kako bi se zadovoljili zahtevi za azotom u postrojenju za proces koji se nalazi nizvodno. Radni ciklus kriogenog postrojenja za proizvodnju azota (definisan kao interval između dva glavna ciklusa-zagrevanja) obično obuhvata više od jedne godine; shodno tome, općenito se smatra nepotrebnim osigurati namjensku rezervnu jedinicu za kriogene sisteme. Suprotno tome, sistemi adsorpcije sa promenljivim pritiskom (PSA) su sposobni da proizvode samo gasoviti azot i nemaju takve rezervne mogućnosti; stoga, jedna PSA jedinica ne može garantovati kontinuirani, dugotrajni-rad bez prekida.
Princip membranskog odvajanja vazduha za stvaranje azota
Nakon komprimiranja i filtriranja, zrak ulazi u jedinicu za odvajanje polimerne membrane. Budući da različiti plinovi posjeduju različite rastvorljivosti i koeficijente difuzije unutar materijala membrane, oni pokazuju različite relativne brzine propusnosti dok prolaze kroz membranu. Na osnovu ove karakteristike, gasovi se mogu široko kategorisati u dve grupe: "brzi gasovi" i "spori gasovi". Kada je mješavina plina podvrgnuta diferencijalnom tlaku kroz membranu, plinovi s relativno velikom brzinom prodiranja-kao što su voda, vodonik, helijum, vodonik sulfid i ugljični dioksid-prolaze kroz membranu i postaju obogaćeni na strani permeata. Suprotno tome, gasovi sa relativno sporijim brzinama prodiranja-kao što su metan, dušik, ugljični monoksid i argon-zadržavaju se i obogaćuju na retentnoj strani membrane, čime se postiže odvajanje mješavine plina.