Πώς μπορεί να διαχωριστεί ένα ομοιογενές μίγμα αέρα;
1. Κλασματική απόσταξη:
- Ο αέρας μπορεί να υγροποιηθεί με ψύξη σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (-196 ° C) σε υψηλή πίεση.
- Ο υγροποιημένος αέρας στη συνέχεια υποβάλλεται σε κλασματική απόσταξη.
- Τα διαφορετικά αέρια έχουν διαφορετικά σημεία βρασμού, έτσι ώστε να εξατμίζονται και να συλλέγονται ξεχωριστά καθώς φτάνουν στα αντίστοιχα σημεία βρασμού τους.
-Το άζωτο βράζει στους -195,8 ° C, οξυγόνο στους -183 ° C και άλλα αέρια σε διαφορετικές θερμοκρασίες.
2. Κρυογονικός διαχωρισμός:
- Αυτή η μέθοδος βασίζεται επίσης στα διάφορα σημεία βρασμού των αερίων.
- Ο αέρας ψύχεται σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, αλλά όχι τόσο χαμηλό όσο στην κλασματική απόσταξη.
- Το άζωτο, έχοντας ένα χαμηλότερο σημείο βρασμού, εξατμίζεται πρώτα και μπορεί να διαχωριστεί από τα υπόλοιπα αέρια.
3. Προσρόφηση ταλάντευσης πίεσης (PSA):
- Το PSA είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για τον διαχωρισμό του αέρα σε βιομηχανική κλίμακα.
- Χρησιμοποιεί στερεά προσροφητικά, όπως ζεόλιθους ή ενεργοποιημένο άνθρακα, ο οποίος προσροφάται επιλεκτικά διαφορετικά αέρια σε ποικίλες πιέσεις.
- Το άζωτο προσροφάται κατά προτίμηση σε υψηλότερες πιέσεις, ενώ το οξυγόνο και άλλα αέρια περνούν μέσω του προσροφητικού.
- Με την εναλλαγή μεταξύ των κύκλων πίεσης και αποσυμπίεσης, το άζωτο απελευθερώνεται και συλλέγεται, ενώ λαμβάνεται εμπλουτισμένος με οξυγόνο αέρα.
4. Διαχωρισμός μεμβράνης:
- Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση ημιπεναλών μεμβρανών που επιτρέπουν σε ορισμένα αέρια να περάσουν κατά την εμπλοκή άλλων.
- Ο αέρας διέρχεται μέσω της μεμβράνης και τα μόρια αζώτου, που είναι μικρότερα, περνούν πιο εύκολα από τα μόρια οξυγόνου.
- Το διαχωρισμένο ρεύμα αζώτου μπορεί να συλλεχθεί και ο αέρας εμπλουτισμένος με οξυγόνο λαμβάνεται στην άλλη πλευρά της μεμβράνης.
Αυτές οι τεχνικές χρησιμοποιούνται συνήθως σε διάφορες βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής οξυγόνου για ιατρικές, βιομηχανικές και διαστημικές εφαρμογές, καθώς και την παραγωγή αζώτου για σύνθεση λιπασμάτων και άλλες βιομηχανικές διεργασίες.
