Luchtscheidingsinstallaties: Hoe Ze Atmosferische Lucht Scheiden In Waardevolle Gassen

Een luchtscheidinginstallatie is een industriële faciliteit die natuurlijk voorkomende lucht, of atmosferische lucht, scheidt in zijn componentengassen. De gassen die in het proces worden geoogst, omvatten zuurstof, stikstof en argon, evenals enkele inerte gassen zoals neon, xenon en krypton. Omdat stikstof en zuurstof de twee meest voorkomende gassen in de aardatmosfeer zijn, maken deze twee elementen het grootste deel uit van de geoogste gassen in dit proces.

Cryogene destillatie

Het proces dat in een luchtscheidinginstallatie wordt toegepast, heet cryogene destillatie. Door de atmosferische lucht af te koelen tot extremede lage temperaturen, kunnen de componentengassen gescheiden en geoogst worden. Vloeibare vormen van stikstof of zuurstof kunnen bij sommige installaties ook geoogst worden.

Vierstapsproces

Het cryogene destillatieproces is een vierstapsprocedure. In de eerste stap wordt atmosferische lucht gereinigd en gecomprimeerd tot een drukbereik van 5 tot 10 bar (4-9 atmospheren). Het reinigingsproces verwijdert stof en verontreinigingen die het afkoelproces kunnen storen. Het compressieproces verhit de lucht om sporen van vocht te verwijderen voordat de gecomprimeerde lucht naar een warmtewisselaar voor afkoeling gaat.

Wanneer de gecomprimeerde lucht is afgekoeld, is de volgende stap zuivering. Dit proces omvat het doorlaten van de lucht door een moleculair zeef, die de lucht filtert door een proces genaamd adsorptie. In dit proces worden gassen of moleculen aangesproken door een adsorberend oppervlak en vormen ze een laag bovenop het adsorberende materiaal. De moleculaire zeven zijn ontworpen om koolstofdioxide, water en koolwaterstoffengassen te verwijderen.

Nadat de lucht gezuiverd is, kan deze veilig naar de afkoel- en destillatiekamer worden geleid. De afkoelkamer bestaat uit een warmtewisselaar en cryogene stromen. Wanneer de lucht door deze kamer gaat, bereikt het voldoende lage temperaturen om destillatie van de componentengassen mogelijk te maken.

De destillatie van de lucht vindt plaats in de destillatiekolom. Afhankelijk van de te oogsten gassen, kan de lucht door meer dan één destillatiekolom gaan. Dit component gebruikt koudemiddel en een expander of klep om een Joule-Thomson-effect te genereren, wat ervoor zorgt dat de componentengassen van de lucht afkoelen en een vloeibare toestand bereiken. De vervloeide gassen worden vervolgens verzameld en opgewarmd tot omgevingstemperatuur voor opslag of gebruik.

Toepassingen

De gassen die door een luchtscheidinginstallatie worden geproduceerd, worden in veel industriële processen gebruikt. In sommige gevallen worden deze gasvormige vormen van deze elementen via directe pipelines naar industriële gebruikers getransporteerd. In andere gevallen kunnen de geoogste elementen in vloeibare of gasvormige vormen opgeslagen worden voor later transport en gebruik. Grotere hoeveelheden van de gedestilleerde gassen worden meestal in hun vloeibare vormen per tankwagen getransporteerd. Kleinere hoeveelheden kunnen in gepercilindeerde cilinders als gas getransporteerd worden.