Τι είναι ένα εργοστάσιο διαχωρισμού αέρα;

Ένα εργοστάσιο διαχωρισμού αέρα είναι μια βιομηχανική εγκατάσταση που διαχωρίζει τον αέρα που απαντάται φυσικά ή τον ατμοσφαιρικό αέρα, στα συστατικά του αέρια.Τα αέρια που συλλέγονται κατά τη διαδικασία περιλαμβάνουν οξυγόνο, άζωτο και αργόν, καθώς και μερικά αδρανή αέρια όπως νέον, Xenon και Krypton.Δεδομένου ότι το άζωτο και το οξυγόνο είναι τα δύο πιο κοινά αέρια στην ατμόσφαιρα της γης, αυτά τα δύο στοιχεία αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος των αερίων που συλλέγονται σε αυτή τη διαδικασία.

Η διαδικασία που χρησιμοποιείται σε ένα εργοστάσιο διαχωρισμού αέρα ονομάζεται κρυογονική απόσταξη.Με την ψύξη του ατμοσφαιρικού αέρα σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, τα αέρια συστατικών μπορούν να διαχωριστούν και να συλλεχθούν.Οι υγρές μορφές αζώτου ή οξυγόνου μπορούν επίσης να συλλέγονται σε ορισμένα φυτά.

Η διαδικασία κρυογονικής απόσταξης είναι μια διαδικασία τεσσάρων βημάτων.Στο πρώτο βήμα, ο ατμοσφαιρικός αέρας καθαρίζεται και συμπιέζεται σε εύρος πίεσης από 5 έως 10 bars (4-9 ατμόσφαιρες).Η διαδικασία καθαρισμού αφαιρεί τη σκόνη και τους ρύπους που θα μπορούσαν να παρεμβαίνουν στη διαδικασία ψύξης.Η διαδικασία συμπίεσης θερμαίνει τον αέρα για να αφαιρέσει τα ίχνη της υγρασίας πριν περάσει ο συμπιεσμένος αέρας σε έναν εναλλάκτη θερμότητας για ψύξη.

Όταν ο πεπιεσμένος αέρας έχει κρυώσει, το επόμενο βήμα είναι ο καθαρισμός.Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τη διέλευση του αέρα μέσω ενός μοριακού κόσκινου, το οποίο φιλτράρει τον αέρα με μια διαδικασία που ονομάζεται προσρόφηση.Σε αυτή τη διαδικασία, τα αέρια ή τα μόρια προσελκύονται από μια προσροφητική επιφάνεια και σχηματίζουν ένα στρώμα πάνω από το προσροφητικό υλικό.Τα μοριακά κόσκινα έχουν σχεδιαστεί για να απομακρύνουν τα αέρια διοξειδίου του άνθρακα, νερού και υδρογονανθράκων.Ο θάλαμος ψύξης αποτελείται από εναλλάκτη θερμότητας και κρυογονικά ρεύματα.Όταν ο αέρας διέρχεται μέσω αυτού του θαλάμου, φτάνει σε επαρκώς χαμηλές θερμοκρασίες για να καταστεί δυνατή η απόσταξη των αερίων των συστατικών.Ανάλογα με τη συγκομιδή των αερίων, ο αέρας μπορεί να περάσει από περισσότερες από μία στήλες απόσταξης.Αυτό το συστατικό χρησιμοποιεί ψυκτικό μέτρο και ένα διαστολέα ή βαλβίδα για να δημιουργήσει ένα φαινόμενο Joule-Thomson, το οποίο προκαλεί την ψύξη των αερίων του αέρα και την επίτευξη υγρής κατάστασης.Στη συνέχεια, τα υγροποιημένα αέρια συλλέγονται και θερμαίνονται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος για αποθήκευση ή χρήση.

Τα αέρια που παράγονται από ένα εργοστάσιο διαχωρισμού αέρα χρησιμοποιούνται σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες.Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτές οι αέρια μορφές αυτών των στοιχείων μεταφέρονται σε βιομηχανικούς χρήστες μέσω άμεσων αγωγών.Σε άλλες περιπτώσεις, τα συγκομιδή στοιχεία μπορούν να αποθηκευτούν στις μορφές υγρού ή αερίων για μεταγενέστερη μεταφορά και χρήση.Μεγαλύτερες ποσότητες των αποσταγμένων αερίων μεταφέρονται συνήθως στις υγρές μορφές τους με φορτηγά δεξαμενόπλοιων.Μικρότερες ποσότητες μπορούν να μεταφερθούν σε κυλίνδρους υπό πίεση ως αέριο.