Зріджені гази

Як працює поділ повітря

Що таке повітря і що таке поділ повітря?

Повітря – це суміш газів, що складається в основному з азоту (78%), кисню (21%) та інертного газу аргону (0,9%). Решта 0,1% складаються в основному з вуглекислого газу та інертних газів – неону, гелію, криптону і ксенону. Повітря можна розділити на його компоненти за допомогою дистиляції в спеціальних блоках. Так звані установки фракціонування повітря використовують термічний процес, відомий як кріогенна ректифікація, для відділення окремих компонентів один від одного з метою отримання високочистого азоту, кисню і аргону в рідкій і газоподібній формі.

1. Стиснення повітря. Навколишнє повітря всмоктується, фільтрується і стискається до приблизно 6 бар компресором.
2. Попереднє охолодження повітря. Щоб розділити повітря на компоненти, його спочатку необхідно зрідити при надзвичайно низькій температурі. В якості першого кроку, стиснене повітря охолоджується попередньо охолодженою водою.
3. Очищення повітря. Домішки, такі як водяна пара і вуглекислий газ, видаляються з повітря в так званому молекулярному ситі.
4. Охолодження повітря. Оскільки гази, з яких складається повітря, зріджуються тільки при дуже низьких температурах, очищене повітря в основному теплообміннику охолоджується до приблизно -175 ° с. Охолодження досягається за допомогою внутрішнього теплообміну, при якому потоки холодного газу, утворені під час процесу, охолоджують стиснене повітря. Швидке зниження тиску викликає подальше охолодження стисненого повітря, в результаті чого він піддається частковому зрідженню. Тепер повітря підготовлене для розділової колони, де відбувається фактичний поділ.
5. Розділення повітря. Поділ повітря на чистий кисень і чистий азот здійснюється двома колонами, середнього і низького тиску. Для процесу поділу використовується різниця в точці кипіння складових. Кисень стає рідким при -183 ° C, а азот – при -196 ° C. Безперервне випаровування і конденсація, викликані інтенсивним обміном речовин і тепла між висхідним паром і низхідною рідиною, виробляють чистий азот у верхній частині колони низького тиску і чистий кисень в нижній частини. Аргон розділяється в додатковій колоні і його отримання включає в себе деякі додаткові кроки.
6. Відбір і зберігання. Газоподібний кисень і азот подаються в трубопроводи для подачі кінцевого споживача, наприклад, в сталеплавильне виробництво. У рідкому вигляді кисень, азот і аргон зберігаються в цистернах і транспортуються клієнтам автоцистернами.