جداسازی هوا
جداسازی هوا (به انگلیسی: Air separation) فرآیندیست که طی آن گازهای سازنده هوا از یکدیگر جدا می. هوای تنفسی بهطور عمده از دو عنصر نیتروژن (۷۸٪) و اکسیژن (۲۱٪) تشکیل شدهاست. همچنین عناصری چون نئون، آرگون، زنون، کریپتون و هلیم به مقادیر اندک و ترکیباتی چون کربن دیاکسید، کربن مونوکسید، متان و برخی هیدروکربنها، و اکسیدهای نیتروژن و گوگرد که عمدتاً نقش آلاینده هوا را دارد، به مقادیر ناچیز در هوا یافت میشوند. همچنین مقادیر متفاوتی از آب به صورت رطوبت در هوا موجود است.
با توجه به این دادهها میتوان هوا را منبع مناسبی برای تولید صنعتی نیتروژن و اکسیژن و به مقادیر کمتر از دیگر گازها دانست.
روشهای جداسازی
چند روش عمده جهت جداسازی ترکیبات مختلف هوا به صورت تجاری وجد دارد:
تقطیر سرمایشی
در این روش ابتدا مخلوط هوا تا دمای میعان سرد میشود تا هوای مایع ایجاد شود. در مرحله بعد به وسیله یک برج تقطیر و افزایش تدریجی دما، اجزا سازنده هوا بر اساس دمای جوش از یکدیگر جدا میشود. این روش یکی از روشهای متداول برای تولید نیتروژن و اکسیژن به صورت انبوه است. در برج تقطیر صفحاتی وجود دارد که باعث جداسازی اعضای مخلوط بر اساس نقطهجوش آنها میشود.
روش غشایی
غشاءها توانایی جداسازی ذرات بر اساس اندازه تا اندازه مولکولها را دارا میباشند. از غشاء میتوان برای تولید نیتروژن خالص و هوای غنی از اکسیژن تا غنای ۴۰٪ استفاده کرد. این روش به دلیل تیراژ پایین تولید بیشتر جنبه آزمایشگاهی داشته و در تولید انبوه کمتر به کار میرود.
استفاده از جذب سطحی
از روش جذب سطحی میتوان نیتروژن خالص و هوای غنی از اکسیژن تا غنای بالای ۹۰٪ تولید کرد. ظرفیت اسمی این روش حدود ۱۰ تن در روز است.
جداسازی گازهای هوا با روش غربال مولکولی
میخواهیم راجع به روند جدا سازی گازهای موجود در هوا صحبت کنیم :
Air Separation Process فرآیند جداسازی گازهای موجود در هوا به چندین روش مختلف انجام می گیرد که ساده ترین آنها روش مولوکولارسیو یا غربال مولکولی است.
از آنجایی که مولکول های هر گاز از نظر حجمی اندازه خاصی دارند هوای فشرده را از بستر زئولیت ( Zeolite ) با میکروترپ های هم سایز با آن مولکول ها عبور می دهند تا گازهای اضافی هوا را جذب و جدا کنند و گاز مورد نظر را ذخیره یا مورد بهره برداری قرار دهند.
جداسازی گازها توسط روش ASU
هر یک از گازهای موجود در هوا دارای یک نقطه جوش منحصر به فردی هستند مثلا نقطه جوش اکسیژن ۱۸۳- درجه سانتیگراد است یعنی اگر هوا را تا این اندازه سرد کنیم گاز اکسیژن موجود در آن به حالت مایع در می آید. به این روش که توسط دستگاه های مولد اکسیژن و ادوات سرد کننده برج تقطیر ، هوا را سرد و به مایع تبدیل می کند و پس از آن عملیات تقطیر جز به جز اجرا و هوای مایع به اجزای تشکیل دهنده اش تفکیک می شود که این روش را ASU ( Air Seperation Unit ) می نامند.
منابع
- ↑ NASA Earth Fact Sheet, (updated November 2007)