Vad är en luftseparationsanläggning?
En luftseparationsanläggning är en industrianläggning som separerar naturligt förekommande luft, eller atmosfärisk luft, i dess komponentgaser. Gaserna som skördas i processen inkluderar syre, kväve och argon, samt några inerta gaser såsom neon, xenon och krypton. Eftersom kväve och syre är de två vanligaste gaserna i jordens atmosfär, utgör dessa två element huvuddelen av de gaser som skördas i denna process.
Processen som används i en luftseparationsanläggning kallas kryogen destillation. Genom att kyla den atmosfäriska luften till extremt låga temperaturer kan komponentgaserna separeras och skördas. Flytande former av kväve eller syre kan också skördas på vissa växter.
Den kryogena destillationsprocessen är en fyrstegsprocedur. I det första steget rengörs och komprimeras atmosfärisk luft till ett tryckområde av 5 till 10 bar (4-9 atmosfärer). Rengöringsprocessen tar bort damm och föroreningar som kan störa kylprocessen. Kompressionsprocessen värmer luften för att ta bort spår av fukt innan den komprimeras till en värmeväxlare för kylning.
När tryckluften har kylts är nästa steg rening. Denna process innebär att luften passerar genom en molekylsikt, som filtrerar luften genom en process som kallas adsorption. I denna process lockas gaser eller molekyler till en adsorbentyta och bildar ett skikt ovanpå adsorbentmaterialet. Molekylsiktarna är utformade för att avlägsna koldioxid, vatten och kolväter.
Efter att luften har renats kan den säkert överföras till kyl- och destillationskammaren. Kylkammaren består av en värmeväxlare och kryogena strömmar. När luften passerar genom denna kammare når den tillräckligt låga temperaturer för att möjliggöra destillation av komponentgaserna.
Destillationen av luften sker i destillationskolonnen. Beroende på gaserna som ska skördas kan luften passera genom mer än en destillationskolonn. Denna komponent använder köldmedium och en expander eller ventil för att generera en Joule-Thomson-effekt, vilket får luftens komponentgaser att svalna och nå ett vätskeformigt tillstånd. De flytande gaserna uppsamlas sedan och värms till omgivningstemperatur för lagring eller användning.
Gaserna som produceras av en luftseparationsanläggning används i många industriella processer. I vissa fall transporteras dessa gasformer av dessa element till industriella användare via direkta rörledningar. I andra fall kan de skördade elementen lagras i flytande eller gasformiga former för senare transport och användning. Större mängder av de destillerade gaserna transporteras vanligtvis i flytande form med tankbilar. Mindre mängder kan transporteras i tryckcylindrar som gas.