Mis on õhueraldustehas?

Õhueraldustehas on tööstusrajatis, mis eraldab looduslikult esineva õhu ehk atmosfääriõhu selle komponentgaasideks. Protsessi käigus kogutud gaasid hõlmavad hapnikku, lämmastikku ja argooni, aga ka mõningaid inertgaase, nagu neoon, ksenoon ja krüptoon. Kuna lämmastik ja hapnik on kaks kõige levinumat gaasi maakera atmosfääris, moodustavad need kaks elementi suurema osa selles protsessis kogutud gaasidest.

Õhueraldustehases kasutatavat protsessi nimetatakse krüogeenseks destilleerimiseks. Atmosfääriõhu jahutamisel äärmiselt madalale temperatuurile saab komponentide gaase eraldada ja koguda. Mõnelt taimelt võib koguda ka vedelaid lämmastiku või hapniku vorme.

Krüogeenne destilleerimisprotsess koosneb neljast etapist. Esimeses etapis puhastatakse ja surutakse atmosfääriõhk rõhuvahemikku 5–10 baari (4–9 atmosfääri). Puhastusprotsess eemaldab tolmu ja saasteained, mis võivad jahutusprotsessi segada. Kompressiooniprotsess soojendab õhku, et eemaldada niiskuse jäljed, enne kui suruõhk suunatakse jahutamiseks soojusvahetisse.

Kui suruõhk on jahtunud, on järgmine samm puhastamine. See protsess hõlmab õhu suunamist läbi molekulaarsõela, mis filtreerib õhku adsorptsiooniks nimetatava protsessi abil. Selle protsessi käigus tõmmatakse gaase või molekule adsorbeerivale pinnale ja moodustub adsorbeeriva materjali peale kiht. Molekulaarsõelad on ette nähtud süsinikdioksiidi, vee ja süsivesinikgaaside eemaldamiseks.

Pärast õhu puhastamist saab selle ohutult jahutus- ja destilleerimiskambrisse suunata. Jahutuskamber koosneb soojusvahetist ja krüogeensetest vooludest. Kui õhk juhitakse läbi selle kambri, saavutab see piisavalt madala temperatuuri, et võimaldada komponentide gaaside destilleerimist.

Õhu destilleerimine toimub destilleerimiskolonnis. Olenevalt kogutavatest gaasidest võib õhk läbida rohkem kui ühe destilleerimiskolonni. See komponent kasutab külmutusagensit ja ekspanderit või ventiili, et tekitada Joule-Thomsoni efekt, mis põhjustab õhu komponentide gaaside jahtumise ja vedelas olekus. Seejärel kogutakse veeldatud gaasid kokku ja soojendatakse säilitamiseks või kasutamiseks toatemperatuurini.
Õhueraldustehases toodetud gaase kasutatakse paljudes tööstusprotsessides. Mõnel juhul transporditakse nende elementide gaasilisi vorme otsetorustike kaudu tööstuskasutajatele. Muudel juhtudel võib koristatud elemente ladustada vedelal või gaasilisel kujul hilisemaks transportimiseks ja kasutamiseks. Suuremad kogused destilleeritud gaase transporditakse tavaliselt vedelal kujul paakautodega. Väiksemaid koguseid võib gaasina transportida survestatud balloonides.