ආගන් (Ar) ලෝහ විද්‍යාව, වෙල්ඩින්, රසායනික කර්මාන්ත සහ වෙනත් ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වන දුර්ලභ වායුවකි. වායුගෝලයේ ආගන් සාන්ද්‍රණය 0.93% ක් පමණ වන බැවින් ආගන් නිෂ්පාදනය ප්‍රධාන වශයෙන් වාතයේ විවිධ වායු සංරචක වෙන් කිරීම මත රඳා පවතී. කාර්මික ආගන් නිෂ්පාදනය සඳහා මූලික ක්රම දෙක වන්නේ Cryogenic Distillation සහ Pressure Swing Adsorption (PSA) වේ.

Cryogenic ආසවනය

කර්මාන්තයේ ආගන් වෙන් කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන ක්‍රමය ක්‍රයොජනික් ආසවනය වේ. මෙම ක්‍රමය වාතයේ ඇති විවිධ වායු සංරචකවල තාපාංකවල වෙනස්කම් භාවිතා කරයි, අඩු උෂ්ණත්වවලදී වාතය ද්‍රවීකරණය කරයි, සහ ආසවන තීරුවක් හරහා වායූන් වෙන් කරයි.

ක්‍රියාවලි ප්‍රවාහය:

වායු පූර්ව ප්‍රතිකාර: පළමුව, තෙතමනය සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ඉවත් කිරීම සඳහා වාතය සම්පීඩනය කර මුලින් සිසිල් කරනු ලැබේ. මෙම පියවර සාමාන්‍යයෙන් සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ තෙතමනය සහ අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා වියළනය (CD) හෝ අණුක පෙරනයක් adsorber භාවිතා කිරීමෙනි.

වායු සම්පීඩනය සහ සිසිලනය: වියළීමකින් පසු, වාතය මෙගාපැස්කල් කිහිපයක් පීඩනයකට සම්පීඩිත වන අතර, පසුව සිසිලන උපාංගයක් (උදා: වායු සිසිලකයක්) හරහා සිසිලනය කර වාතයේ උෂ්ණත්වය එහි ද්රවීකරණ ස්ථානයට සමීප වේ. මෙම ක්රියාවලිය වාතයේ උෂ්ණත්වය -170 දක්වා අඩු කරයි°C සිට -180 දක්වා°සී.

වායු ද්රවීකරණය: සිසිල් කරන ලද වාතය පුළුල් කිරීමේ කපාටයක් හරහා ගොස් ක්‍රයොජනික් ආසවන තීරුවකට ඇතුල් වේ. වාතයේ ඇති සංරචක ඒවායේ තාපාංකය මත පදනම්ව තීරුව ඇතුළත ක්රමයෙන් වෙන් කරනු ලැබේ. නයිට්රජන් (එන්₂) සහ ඔක්සිජන් (O₂නයිට්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් (-195.8) අතර තාපාංකයක් ඇති ආගන් (Ar) අඩු උෂ්ණත්වවලදී වෙන් කරනු ලැබේ.°නයිට්‍රජන් සඳහා C, -183°ඔක්සිජන් සඳහා C, සහ -185.7°ආගන් සඳහා C), තීරුවේ නිශ්චිත කොටස්වල එකතු කරනු ලැබේ.

භාගික ආසවනය: ආසවන තීරුවේ, විවිධ උෂ්ණත්වවලදී ද්රව වාතය වාෂ්ප වී ඝනීභවනය වන අතර ආගන් ඵලදායී ලෙස වෙන් කරනු ලැබේ. පසුව වෙන් කරන ලද ආගන් එකතු කර තවදුරටත් පවිත්ර කරනු ලැබේ.

ආගන් පිරිසිදු කිරීම:

ක්‍රයොජනික් ආසවනය සාමාන්‍යයෙන් 99% ට වැඩි සංශුද්ධතාවයකින් යුත් ආගන් ලබා දෙයි. ඇතැම් යෙදුම් සඳහා (උදා: ඉලෙක්ට්‍රොනික කර්මාන්තයේ හෝ ඉහළ මට්ටමේ ද්‍රව්‍ය සැකසීමේදී), නයිට්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් වැනි අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමට adsorbents (සක්‍රිය කාබන් හෝ අණුක පෙරනයක් වැනි) භාවිතයෙන් තවදුරටත් පිරිසිදු කිරීම අවශ්‍ය විය හැකිය.

පීඩන ස්විං Adsorption (PSA)

Pressure Swing Adsorption (PSA) යනු කුඩා පරිමාණ නිෂ්පාදනය සඳහා සුදුසු ආගන් ජනනය කිරීමේ තවත් ක්‍රමයකි. මෙම ක්‍රමය අණුක පෙරනයක් වැනි ද්‍රව්‍ය මත විවිධ වායුවල විවිධ අවශෝෂණ ලක්ෂණ උපයෝගී කර ගනිමින් වාතයෙන් ආගන් වෙන් කරයි.

ක්‍රියාවලි ප්‍රවාහය:

Adsorption Tower: වාතය අණුක පෙරන වලින් පුරවා ඇති අවශෝෂණ කුළුණක් හරහා ගමන් කරයි, එහිදී නයිට්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් අණුක පෙරන මගින් දැඩි ලෙස අවශෝෂණය වන අතර ආගන් වැනි නිෂ්ක්‍රීය වායූන් අවශෝෂණය නොකරන අතර නයිට්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් වලින් වෙන් වීමට ඉඩ සලසයි.

Adsorption සහ Desorption: එක් චක්‍රයක් අතරතුර, අධි පීඩනය යටතේ වායුවේ සිට නයිට්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් අවශෝෂණය කරන adsorption කුළුණ, කුළුණේ පිටවන ස්ථානය හරහා ආගන් පිටතට ගලා යයි. ඉන්පසුව, පීඩනය අඩු කිරීමෙන්, අණුක පෙරන වලින් නයිට්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් අවශෝෂණ වන අතර, පීඩන පැද්දීමේ පුනර්ජනනය හරහා අවශෝෂණ කුළුණේ අවශෝෂණ ධාරිතාව ප්‍රතිස්ථාපනය වේ.

බහු කුළුණු චක්රය: සාමාන්යයෙන්, බහු adsorption කුළුණු විකල්ප ලෙස භාවිතා වේ—එකක් adsorption සඳහා වන අතර අනෙක desorption වේ—අඛණ්ඩ නිෂ්පාදනයට ඉඩ සලසයි.

PSA ක්‍රමයේ ඇති වාසිය නම් එය සරල සැකසුමකින් සහ අඩු මෙහෙයුම් පිරිවැයකින් යුක්ත වීමයි, නමුත් නිපදවන ආගන්වල සංශුද්ධතාවය සාමාන්‍යයෙන් ක්‍රයොජනික් ආසවනයට වඩා අඩුය. අඩු ආගන් ඉල්ලුමක් ඇති තත්වයන් සඳහා එය සුදුසු වේ.

ආගන් පිරිසිදු කිරීම

ක්‍රයොජනික් ආසවනය හෝ PSA භාවිතා කළත්, උත්පාදනය කරන ලද ආගන් සාමාන්‍යයෙන් කුඩා ඔක්සිජන්, නයිට්‍රජන් හෝ ජල වාෂ්ප අඩංගු වේ. ආගන් වල සංශුද්ධතාවය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, තවදුරටත් පිරිසිදු කිරීමේ පියවර සාමාන්යයෙන් අවශ්ය වේ:

අපද්රව්ය ඝනීභවනය: සමහර අපද්රව්ය ඝනීභවනය හා වෙන් කිරීම සඳහා ආගන් තවදුරටත් සිසිල් කිරීම.

අණුක පෙරනයක් අවශෝෂණය: නයිට්‍රජන්, ඔක්සිජන් හෝ ජල වාෂ්ප හෝඩුවාවක් ප්‍රමාණයක් ඉවත් කිරීම සඳහා ඉහළ කාර්යක්ෂම අණුක පෙරනයක් adsorbers භාවිතා කිරීම. අණුක පෙරනයේ නිශ්චිත සිදුරු ප්‍රමාණයන් ඇති අතර එමඟින් ඇතැම් වායු අණු තෝරා බේරා ගත හැකිය.

පටල වෙන් කිරීමේ තාක්ෂණය: සමහර අවස්ථාවලදී, ආගන්වල සංශුද්ධතාවය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීම, තෝරාගත් පාරගම්ය මත පදනම්ව වායු වෙන් කිරීම සඳහා වායු වෙන් කිරීමේ පටල තාක්ෂණය භාවිතා කළ හැකිය.

On-Site Argon නිෂ්පාදනය සඳහා පූර්වාරක්ෂාව

ආරක්ෂිත පියවර:

Cryogenic අනතුර: දියර ආගන් අතිශයින්ම සීතල වන අතර, ඉෙමොලිමන්ට් වැලැක්වීම සඳහා එය සමඟ සෘජු සම්බන්ධතා වැළැක්විය යුතුය. ක්‍රියාකරුවන් විශේෂිත ක්‍රයොජනික් ආරක්ෂිත ඇඳුම්, අත්වැසුම් සහ ඇස් කණ්ණාඩි පැළඳිය යුතුය.

හුස්ම හිරවීමේ අවදානම: ආගන් යනු නිෂ්ක්‍රීය වායුවක් වන අතර ඔක්සිජන් විස්ථාපනය කළ හැකිය. සංවෘත අවකාශයන්හිදී, ආගන් කාන්දු වීම ඔක්සිජන් මට්ටම් අඩුවීමට හේතු විය හැක, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස හුස්ම හිරවීම සිදු වේ. එබැවින්, ආගන් නිපදවන හා ගබඩා කරන ප්රදේශ හොඳින් වාතාශ්රය විය යුතු අතර, ඔක්සිජන් නිරීක්ෂණ පද්ධති ස්ථාපනය කළ යුතුය.

උපකරණ නඩත්තුව:

පීඩනය සහ උෂ්ණත්ව පාලනය: ආගන් නිෂ්පාදන උපකරණ සඳහා පීඩනය සහ උෂ්ණත්වය දැඩි ලෙස පාලනය කිරීම අවශ්ය වේ, විශේෂයෙන්ම ක්රයෝජනික් ආසවන තීරුවේ සහ adsorption කුළුණු වල. සියලුම පරාමිතීන් සාමාන්ය පරාසයන් තුළ ඇති බව සහතික කිරීම සඳහා උපකරණ නිතිපතා පරීක්ෂා කළ යුතුය.

කාන්දු වීම වැළැක්වීම: ආගන් පද්ධතිය ඉහළ පීඩනය සහ අඩු උෂ්ණත්වයන් යටතේ ක්රියාත්මක වන බැවින්, මුද්රා අඛණ්ඩතාව තීරනාත්මක වේ. ගෑස් කාන්දු වීම වැළැක්වීම සඳහා ගෑස් නල මාර්ග, සන්ධි සහ කපාට වරින් වර පරීක්ෂා කළ යුතුය.

ගෑස් සංශුද්ධතාවය පාලනය:

නිරවද්‍ය අධීක්ෂණය: අවශ්‍ය ආගන් වල සංශුද්ධතාවය යෙදුම අනුව වෙනස් වේ. ආගන් වල සංශුද්ධතාවය පරීක්ෂා කිරීම සහ නිෂ්පාදන කාර්මික ප්රමිතීන්ට අනුකූල වීම සහතික කිරීම සඳහා ගෑස් විශ්ලේෂක නිතිපතා භාවිතා කළ යුතුය.

අපිරිසිදු කළමනාකරණය: විශේෂයෙන්ම, ක්‍රයොජනික් ආසවනයේදී ආගන් වෙන් කිරීම ආසවන තීරු සැලසුම, මෙහෙයුම් තත්ත්‍වයන් සහ සිසිලන ඵලදායිතාව මගින් බලපෑ හැකිය. ආගන් අවසාන භාවිතය මත පදනම්ව තවදුරටත් පිරිසිදු කිරීම අවශ්‍ය විය හැකිය (උදා: ඉලෙක්ට්‍රොනික කර්මාන්තය සඳහා අතිශය ඉහළ සංශුද්ධතා ආගන්).

බලශක්ති කාර්යක්ෂමතා කළමනාකරණය:

බලශක්ති පරිභෝජනය: ක්‍රයොජනික් ආසවනය ශක්ති-අවශ්‍ය වේ, එබැවින් බලශක්ති අලාභය අවම කිරීම සඳහා සිසිලනය සහ සම්පීඩන ක්‍රියාවලීන් ප්‍රශස්ත කිරීමට උත්සාහ කළ යුතුය.

අපද්රව්ය තාප ප්රතිසාධනය: නවීන ආගන් නිෂ්පාදන පහසුකම් බොහෝ විට ක්‍රයොජනික් ආසවන ක්‍රියාවලියේදී නිපදවන සීතල ශක්තිය ප්‍රතිසාධනය කිරීම සඳහා අපද්‍රව්‍ය තාප ප්‍රතිසාධන පද්ධති භාවිතා කරයි, සමස්ත බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරයි.

කාර්මික නිෂ්පාදනයේ දී, ආගන් මූලික වශයෙන් රඳා පවතින්නේ ක්‍රයොජනික් ආසවනය සහ පීඩන පැද්දීමේ adsorption ක්‍රම මත ය. Cryogenic ආසවනය සඳහා බහුලව භාවිතා වේ මහා පරිමාණ ආගන් නිෂ්පාදනය ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් ආගන් ලබා දීමේ හැකියාව හේතුවෙන්. ආරක්ෂාව, උපකරණ නඩත්තු කිරීම, ගෑස් සංශුද්ධතාවය පාලනය කිරීම සහ බලශක්ති කාර්යක්ෂමතා කළමනාකරණය සහතික කිරීම සඳහා නිෂ්පාදනයේදී විශේෂ අවධානයක් අවශ්ය වේ.