1. 분수 증류 :
* 구성 요소 :
* 분별 열 : 트레이 또는 포장재가있는 키 큰 기둥. 컬럼은 온도 구배로 유지되며 하단에 가장 인기있는 섹션이 있습니다.
* 응축기 : 기화 된 공기를 냉각시켜 액체로 응축시킵니다.
* 속성 :
* 끓는점 차이 : 주요 원칙은 공기의 다른 가스마다 끓는점이 다르다는 것입니다. 질소는 비등점이 가장 낮고 산소, 아르곤 등이 있습니다.
* 온도 구배 : 컬럼의 온도 구배는 효율적인 분리를 허용합니다. 공기가 기둥을 통해 상승함에 따라 끓는점이 낮은 가스는 더 높은 수준에서 압축되는 반면, 비등점이 더 높은 가스는 더 낮은 감소합니다.
* 표면적 : 컬럼의 포장재 또는 트레이는 증기 액체 접촉을위한 넓은 표면적을 제공하여 분리 효율을 향상시킨다.
2. 극저온 분리 :
* 구성 요소 :
* 압축기 : 공기를 압축하여 압력과 온도가 증가합니다.
* 열교환 기 : 냉매를 사용하여 압축 공기를 냉각시킵니다.
* 확장 엔진 : 냉각 된 공기를 확장하여 더 냉각시킵니다.
* 속성 :
* 저온 : 이 방법은 매우 낮은 온도 (-150 ° C 미만)를 액화 공기에 사용합니다.
* 압력 및 온도 의존성 : 분리 효율은 공기의 압력과 온도에 크게 의존합니다.
* 높은 에너지 소비 : 극저온 분리는 극한 온도 요구 사항으로 인해 에너지 집약적입니다.
3. 막 분리 :
* 구성 요소 :
* 막 : 특정 가스가 통과되는 반면 다른 가스는 유지되는 얇고 선택적으로 투과성있는 장벽입니다.
* 압력 차동 : 막을 가로 질러 압력 차이가 유지되어 투과 공정을 유도합니다.
* 속성 :
* 선택적 투과성 : 막은 질소 또는 산소와 같은 특정 가스의 통과를 선호하도록 설계되었습니다.
* 투과성 및 선택성 : 효율은 막의 투과성 (가스 흐름 속도) 및 선택성 (하나의 가스에 대한 선호도)에 따라 다릅니다.
* 낮은 에너지 소비 : 막 분리는 일반적으로 극저온 방법에 비해 에너지 집약이 적다.
4. 흡착 분리 :
* 구성 요소 :
* 흡착제 물질 : 특정 가스에 선택적으로 결합하는 높은 표면적을 갖는 고체 물질 (예를 들어, 제올라이트, 활성탄).
* 압력 스윙 흡착 (PSA) 시스템 : 흡착제 층을 가스를 흡착시키기 위해 압력 시켜서 감압하여 흡착 된 성분을 방출하는 주기적 공정.
* 속성 :
* 선택적 흡착 : 흡착제 물질은 분자 크기, 극성 및 친화력에 기초하여 특정 가스를 우선적으로 흡수합니다.
* 재생 : 흡착제 층은 불활성 가스로 억제 및 제거하여 주기적으로 재생되어야합니다.
* 보통 에너지 소비 : PSA 시스템은 일반적으로 극저온 분리보다 적은 에너지가 필요하지만 막 분리보다 더 적은 에너지가 필요합니다.
올바른 기술 선택 :
공기 분리 방법의 선택은 몇 가지 요인에 따라 다릅니다.
* 작동 규모 : 소규모 응용은 종종 막 분리를 사용하는 반면, 대규모 작업은 극저온 또는 분수 증류 방법을 사용할 수 있습니다.
* 순도 요구 사항 : 분리 된 가스의 원하는 순도는 방법의 선택에 영향을 미칩니다.
* 경제적 고려 : 장비, 에너지 소비 및 유지 보수 비용은 중요한 요소입니다.
* 환경 영향 : 극저온 분리와 같은 일부 방법은 에너지 요구 사항으로 인해 탄소 발자국이 더 높습니다.
다른 구성 요소의 특성을 이해하고 분리 효율에 미치는 영향은 공기 분리 시스템을 설계하고 최적화하는 데 필수적입니다.
