Argon (Ar) mangrupakeun gas langka loba dipaké dina metallurgy, las, industri kimia, jeung widang lianna. Produksi argon utamana gumantung kana misahkeun komponén gas béda dina hawa, sakumaha konsentrasi argon dina atmosfir nyaeta ngeunaan 0,93%. Dua metodeu utama pikeun produksi argon industri nyaéta Cryogenic Distillation and Pressure Swing Adsorption (PSA).

Distilasi cryogenic

Distilasi cryogenic nyaéta métode anu paling sering dianggo pikeun pamisahan argon di industri. Metoda ieu ngagunakeun bédana titik golak tina rupa-rupa komponén gas dina hawa, liquefies hawa dina hawa low, sarta misahkeun gas ngaliwatan kolom distilasi.

Aliran prosés:

Pra-perlakuan hawa: Kahiji, hawa dikomprés sarta mimitina leuwih tiis pikeun miceun Uap jeung karbon dioksida. Léngkah ieu biasana dihontal ku ngagunakeun pengering (CD) atanapi adsorber ayakan molekular pikeun ngaleungitkeun Uap sareng najis.

Komprési hawa sarta cooling: Saatos drying, hawa dikomprés kana sababaraha megapascals tekanan, lajeng leuwih tiis ngaliwatan alat cooling (misalna hiji cooler hawa) pikeun mawa hawa deukeut titik liquefaction na. Prosés ieu nurunkeun suhu hawa ka -170°C nepi ka -180°C.

Liquefaction hawa: Hawa tiis ngaliwatan klep ékspansi sarta asup kana kolom distilasi cryogenic. Komponén dina hawa sacara bertahap dipisahkeun di jero kolom dumasar kana titik golakna. Nitrogén (N₂) jeung oksigén (O₂) dipisahkeun dina suhu nu leuwih handap, sedengkeun argon (Ar), ngabogaan titik golak antara nitrogén jeung oksigén (-195,8).°C pikeun nitrogén, -183°C pikeun oksigén, sarta -185,7°C pikeun argon), dikumpulkeun dina bagian husus kolom.

Distilasi fraksional: Dina kolom distilasi, hawa cair ngejat sareng ngembun dina suhu anu béda, sareng argon sacara efektif dipisahkeun. Argon dipisahkeun lajeng dikumpulkeun sarta salajengna dimurnikeun.

Argon purifikasi:

Distilasi cryogenic umumna ngahasilkeun argon kalawan purity luhur 99%. Pikeun aplikasi nu tangtu (misalna, dina industri éléktronika atawa ngolah bahan high-end), purifikasi salajengna bisa jadi diperlukeun ngagunakeun adsorbents (saperti karbon diaktipkeun atawa sieves molekular) pikeun miceun renik najis kawas nitrogén jeung oksigén.

Tekanan Ayun Adsorpsi (PSA)

Pressure Swing Adsorption (PSA) nyaéta métode séjén pikeun ngahasilkeun argon, cocog pikeun produksi skala leutik. Metoda ieu misahkeun argon tina hawa ku ngamangpaatkeun ciri adsorption béda tina rupa-rupa gas dina bahan kayaning sieves molekular.

Aliran prosés:

Menara Adsorpsi: Hawa ngaliwatan hiji munara adsorption ngeusi sieves molekular, dimana nitrogén jeung oksigén anu niatna adsorbed ku sieves molekular, bari gas inert kawas argon teu adsorbed, sahingga aranjeunna pikeun misahkeun tina nitrogén jeung oksigén.

Adsorpsi sareng Desorption: Salila hiji siklus, munara adsorption mimiti adsorbs nitrogén jeung oksigén tina hawa dina tekanan tinggi, bari argon ngalir kaluar ngaliwatan outlet munara urang. Lajeng, ku cara ngurangan tekanan, nitrogén jeung oksigén desorb tina sieves molekular, sarta kapasitas adsorption munara adsorption dibalikeun ngaliwatan regenerasi ayun tekanan.

Siklus Multi Tower: Ilaharna, sababaraha munara adsorption dipaké ganti—hiji keur adsorption sedengkeun hiji deui dina desorption—ngamungkinkeun produksi kontinyu.

Kauntungannana metoda PSA nyaeta boga setelan basajan tur waragad operasi handap, tapi purity argon dihasilkeun umumna leuwih handap tina distilasi cryogenic. Ieu cocog pikeun kaayaan kalawan paménta argon handap.

Purifikasi Argon

Naha maké distilasi cryogenic atawa PSA, argon dihasilkeun biasana ngandung jumlah leutik oksigén, nitrogén, atawa uap cai. Pikeun ningkatkeun kamurnian argon, léngkah-léngkah pemurnian salajengna biasana diperyogikeun:

Kondensasi pangotor: cooling salajengna tina argon pikeun ngembun tur misahkeun kaluar sababaraha pangotor.

Adsorpsi Saringan Molekul: Ngagunakeun-efisiensi tinggi adsorbers ayakan molekular pikeun miceun jumlah renik nitrogén, oksigén, atawa uap cai. Ayakan molekular boga ukuran pori husus nu bisa selektif adsorb molekul gas tangtu.

Téknologi pamisahan mémbran: Dina sababaraha kasus, téhnologi mémbran separation gas bisa dipaké pikeun misahkeun gas dumasar permeation selektif, salajengna enhancing nu purity of argon.

Pancegahan pikeun Produksi Argon Dina Situs

Ukuran Kasalametan:

Bahaya Cryogenic: Argon cair tiis pisan, sareng kontak langsung sareng éta kedah dihindari pikeun nyegah frostbite. Operator kedah ngagem pakean pelindung cryogenic khusus, sarung tangan, sareng kacasoca.

Bahaya Asphyxiation: Argon mangrupa gas inert sarta bisa mindahkeun oksigén. Dina spasi enclosed, leakage argon bisa ngakibatkeun panurunan dina tingkat oksigén, hasilna asphyxiation. Ku alatan éta, wewengkon mana argon dihasilkeun sarta disimpen kudu well-ventilated, sarta sistem monitoring oksigén kudu dipasang.

Pangropéa Alat:

Kontrol Tekanan sareng Suhu: alat-alat produksi argon merlukeun kontrol ketat tekanan sarta hawa, utamana dina kolom distilasi cryogenic sarta munara adsorption. Alat-alat kudu rutin dipariksa pikeun mastikeun yén sadaya parameter aya dina kisaran normal.

Pencegahan bocor: Kusabab sistem argon beroperasi dina tekenan anu luhur sareng suhu anu rendah, integritas segel penting pisan. Pipa gas, sendi, sareng klep kedah dipariksa périodik pikeun nyegah bocor gas.

Kontrol kemurnian gas:

Pangimeutan Precision: The purity of argon diperlukeun variasina gumantung kana aplikasi. Analis gas kedah dianggo sacara teratur pikeun mariksa kamurnian argon sareng mastikeun produkna nyumponan standar industri.

Manajemén najis: Khususna, dina distilasi cryogenic, pamisahan argon tiasa kapangaruhan ku desain kolom distilasi, kaayaan operasi, sareng efektivitas pendinginan. Pemurnian salajengna bisa jadi diperlukeun gumantung kana pamakéan ahir argon (misalna, argon purity ultra luhur pikeun industri éléktronika).

Manajemén Éfisiensi Énergi:

Konsumsi énergi: Distilasi cryogenic nyaéta énergi-intensif, jadi usaha kudu dilakukeun pikeun ngaoptimalkeun cooling jeung prosés komprési pikeun ngaleutikan leungitna énergi.

Pamulihan Panas Runtah: fasilitas produksi argon modern mindeng ngagunakeun sistem recovery panas runtah cageur énergi tiis dihasilkeun salila prosés distilasi cryogenic, ngaronjatkeun efisiensi énergi sakabéh.

Dina produksi industri, argon utamana gumantung kana distilasi cryogenic jeung métode adsorption tekanan ayun. Distilasi cryogenic loba dipaké pikeun produksi argon skala badag alatan kamampuhna nyadiakeun argon purity luhur. Perhatian khusus diperyogikeun nalika produksi pikeun mastikeun kasalametan, pangropéa alat, kontrol kamurnian gas, sareng manajemén efisiensi énergi.