Co to jest instalacja separacji powietrza?

Instalacja separacji powietrza to obiekt przemysłowy, który oddziela powietrze występujące w przyrodzie lub powietrze atmosferyczne do gazów składowych. Gazy zbierane w procesie obejmują tlen, azot i argon, a także niektóre gazy obojętne, takie jak neon, ksenon i krypton. Ponieważ azot i tlen są dwoma najczęstszymi gazami w atmosferze ziemskiej, te dwa pierwiastki stanowią większość gazów zebranych w tym procesie.

Proces stosowany w instalacji separacji powietrza nazywa się destylacją kriogeniczną. Schładzając powietrze atmosferyczne do ekstremalnie niskich temperatur, gazy składowe można oddzielić i zebrać. W niektórych roślinach można również zbierać ciekłe formy azotu lub tlenu.

Proces destylacji kriogenicznej jest czteroetapową procedurą. W pierwszym etapie powietrze atmosferyczne jest oczyszczane i sprężane do zakresu ciśnienia od 5 do 10 barów (4-9 atmosfer). Proces czyszczenia usuwa kurz i zanieczyszczenia, które mogą zakłócać proces chłodzenia. Proces sprężania ogrzewa powietrze w celu usunięcia śladów wilgoci przed przekazaniem sprężonego powietrza do wymiennika ciepła w celu schłodzenia.

Po schłodzeniu sprężonego powietrza następnym krokiem jest oczyszczenie. Proces ten polega na przepuszczeniu powietrza przez sito molekularne, które filtruje powietrze w procesie zwanym adsorpcją. W tym procesie gazy lub cząsteczki są przyciągane do powierzchni adsorbentu i tworzą warstwę na wierzchu materiału adsorbującego. Sita molekularne służą do usuwania dwutlenku węgla, wody i gazów węglowodorowych.

Po oczyszczeniu powietrze można bezpiecznie przenieść do komory chłodzącej i destylacyjnej. Komora chłodząca składa się z wymiennika ciepła i strumieni kriogenicznych. Gdy powietrze przepływa przez tę komorę, osiąga wystarczająco niskie temperatury, aby umożliwić destylację gazów składowych.

Destylacja powietrza zachodzi w kolumnie destylacyjnej. W zależności od zbieranych gazów powietrze może przepływać przez więcej niż jedną kolumnę destylacyjną. Składnik ten wykorzystuje czynnik chłodniczy i ekspander lub zawór do generowania efektu Joule-Thomsona, który powoduje ochłodzenie się gazów składowych powietrza i osiągnięcie stanu ciekłego. Skroplone gazy są następnie zbierane i ogrzewane do temperatury otoczenia w celu przechowywania lub użycia.

Gazy wytwarzane przez instalację separacji powietrza są wykorzystywane w wielu procesach przemysłowych. W niektórych przypadkach te gazowe formy tych pierwiastków są transportowane do użytkowników przemysłowych za pośrednictwem bezpośrednich rurociągów. W innych przypadkach zebrane elementy mogą być przechowywane w postaci płynnej lub gazowej do późniejszego transportu i wykorzystania. Większe ilości destylowanych gazów są zwykle transportowane w postaci płynnej cysternami. Mniejsze ilości mogą być transportowane w butlach pod ciśnieniem w postaci gazu.