Войти
Состав сухого атмосферного воздуха Установка разделения воздуха разделяет атмосферный воздух на его основные компоненты, обычно азот и кислород, а иногда также аргон и другие редкие инертные газы. :)
Наиболее распространенный метод разделения воздуха - фракционная перегонка. Установки криогенного разделения воздуха (ВРУ) построены для подачи азота или кислорода и часто для совместного производства аргона. Другие методы, такие как мембранная адсорбция при переменном давлении (PSA) и адсорбция при переменном давлении (VPSA), коммерчески используются для отделения одного компонента от обычного воздуха. Кислород высокой чистоты, азот и аргон, используемые для изготовления полупроводниковых устройств, требуют криогенной дистилляции. Точно так же единственным жизнеспособным источником инертных газов неона, криптона и ксенона является дистилляция воздуха с использованием как минимум двух дистилляционные колонны.
Дистилляционная колонна в установке криогенного разделения воздуха Чистые газы можно отделить от воздуха, сначала охладив его до тех пор, пока он разжижает, затем выборочно перегоняет компоненты при различных температурах кипения. Этот процесс позволяет получать газы высокой чистоты, но требует больших затрат энергии. Этот процесс был впервые применен Карлом фон Линде в начале 20 века и до сих пор используется для производства газов высокой чистоты. Он разработал его в 1895 году; процесс оставался чисто академическим в течение семи лет, прежде чем он был впервые использован в промышленности (1902 г.).
Процесс криогенного разделения требует очень тесной интеграции теплообменников и разделительных колонн для получения хорошей эффективности и вся энергия для охлаждения обеспечивается сжатием воздуха на входе в агрегат.
Для достижения низких температур дистилляции воздухоразделительной установке требуется цикл охлаждения, который работает с помощью эффекта Джоуля – Томсона, а холодное оборудование должно находиться в изолированном корпусе (обычно называемом «холодным ящиком»). Охлаждение газов требует большого количества энергии, чтобы заставить работать этот цикл охлаждения, и осуществляется воздушным компрессором. Современные ВРУ используют для охлаждения турбодетандеры ; Выход расширителя помогает управлять воздушным компрессором, повышая его эффективность. Процесс состоит из следующих основных этапов:
Разделенные продукты иногда поставляются по трубопроводу крупным промышленным потребителям вблизи производственного предприятия. Транспортировка продукции на большие расстояния осуществляется путем отгрузки жидких продуктов в больших количествах или в виде сосудов Дьюара или газовых баллонов для небольших количеств.
Генератор азота 
Бутыль с молекулярными ситами 4Å Адсорбция при переменном давлении обеспечивает отделение кислорода или азота от воздуха без разжижения. Процесс происходит при температуре окружающей среды; цеолит (молекулярная губка) подвергается воздействию воздуха под высоким давлением, затем выпускается воздух и высвобождается адсорбированная пленка желаемого газа. Размер компрессора значительно меньше по сравнению с установкой для сжижения, и переносные концентраторы кислорода сделаны таким образом, чтобы подавать обогащенный кислородом воздух для медицинских целей. Вакуумная адсорбция представляет собой аналогичный процесс; газообразный продукт выделяется из цеолита при давлении ниже атмосферного.
Мембранный генератор азота Мембранные технологии могут обеспечить альтернативные подходы к разделению воздуха с меньшим энергопотреблением. Например, изучается ряд подходов к производству кислорода. Полимерные мембраны, работающие, например, при температуре окружающей среды или при высоких температурах, могут производить воздух, обогащенный кислородом (25-50% кислорода). Керамические мембраны могут обеспечивать кислород высокой чистоты (90% и более), но для работы требуются более высокие температуры (800-900 ° C). Эти керамические мембраны включают мембраны для переноса ионов (ITM) и мембраны для переноса кислорода (OTM). Air Products and Chemicals Inc и Praxair разрабатывают плоские ITM и трубчатые системы OTM,.
Мембранное разделение газов используется для подачи бедных кислородом и богатых азотом газов вместо воздуха для заполнения топливных баков реактивных лайнеров, что значительно снижает вероятность случайных пожаров и взрывов. И наоборот, мембранное разделение газов в настоящее время используется для обеспечения воздуха, обогащенного кислородом, пилотам, летящим на больших высотах в самолетах без герметичных кабин.
Воздух, обогащенный кислородом, можно получить, используя различную растворимость кислорода и азота. Кислород более растворим в воде, чем азот, поэтому при дегазации воздуха из воды можно получить поток с содержанием кислорода 35%.
In сталеплавильное производство кислород требуется для кислородного производства стали. Сегодня при производстве стали с кислородным кислородом используется почти две тонны кислорода на тонну стали.
Азот, используемый в процессе Габера для производства аммиака.
Для проектов газификации угля требуется большое количество кислорода; в некоторых проектах используются криогенные установки производительностью 3000 тонн / день.
Инертизация судов с азотными резервуарами для хранения нефтепродуктов или для защиты пищевых масел от окисления.
 | На Викискладе есть материалы, относящиеся к Разделение воздуха. |
