Argon (AR) ni gesi adimu inayotumika sana katika madini, kulehemu, viwanda vya kemikali, na uwanja mwingine. Uzalishaji wa Argon hutegemea sana kutenganisha vifaa tofauti vya gesi hewani, kwani mkusanyiko wa Argon katika anga ni karibu 0.93%. Njia mbili za msingi za utengenezaji wa argon ya viwandani ni kunereka kwa cryogenic na shinikizo la swing adsorption (PSA).

Kunereka kwa cryogenic

Kunereka kwa cryogenic ndio njia inayotumika sana kwa utenganisho wa Argon katika tasnia. Njia hii hutumia tofauti katika sehemu za kuchemsha za vifaa anuwai vya gesi hewani, hupunguza hewa kwa joto la chini, na hutenganisha gesi kupitia safu ya kunereka.

Mtiririko wa Mchakato:

Matibabu kabla ya hewa: Kwanza, hewa imeshinikizwa na hapo awali ilipozwa ili kuondoa unyevu na dioksidi kaboni. Hatua hii kawaida hupatikana kwa kutumia kavu (CD) au adsorber ya ungo wa Masi ili kuondoa unyevu na uchafu.

Shindano la hewa na baridi: Baada ya kukausha, hewa imeshinikizwa kwa megapascals kadhaa za shinikizo, na kisha kilichopozwa kupitia kifaa cha baridi (k.v., baridi ya hewa) kuleta joto la hewa karibu na hatua yake ya kunywa. Utaratibu huu unapunguza joto la hewa hadi -170°C hadi -180°C.

Kioevu cha hewa: Hewa iliyopozwa hupita kupitia valve ya upanuzi na inaingia safu ya kunereka kwa cryogenic. Vipengele kwenye hewa hutengwa polepole ndani ya safu kulingana na sehemu zao za kuchemsha. Nitrojeni (n₂) na oksijeni (o₂) wametengwa kwa joto la chini, wakati Argon (AR), kuwa na kiwango cha kuchemsha kati ya nitrojeni na oksijeni (-195.8°C kwa nitrojeni, -183°C kwa oksijeni, na -185.7°C kwa argon), inakusanywa katika sehemu maalum za safu.

Kunereka kwa vitendo: Katika safu ya kunereka, hewa ya kioevu huvukiza na kupunguka kwa joto tofauti, na Argon imetengwa vizuri. Argon iliyotengwa inakusanywa na kusafishwa zaidi.

Utakaso wa Argon:

Kunereka kwa cryogenic kwa ujumla hutoa argon na usafi zaidi ya 99%. Kwa matumizi fulani (k.v., katika tasnia ya vifaa vya umeme au usindikaji wa vifaa vya juu), utakaso zaidi unaweza kuhitajika kwa kutumia adsorbents (kama vile kaboni iliyoamilishwa au ya Masi) ili kuondoa uchafu kama nitrojeni na oksijeni.

Shinikizo swing adsorption (PSA)

Shinikiza Swing adsorption (PSA) ni njia nyingine ya kutengeneza Argon, inayofaa kwa uzalishaji mdogo. Njia hii hutenganisha Argon kutoka hewani kwa kutumia sifa tofauti za adsorption za gesi anuwai kwenye vifaa kama vile sieves ya Masi.

Mtiririko wa Mchakato:

Mnara wa Adsorption: Hewa hupita kupitia mnara wa adsorption uliojazwa na sieves ya Masi, ambapo nitrojeni na oksijeni hutolewa kwa nguvu na masuala ya Masi, wakati gesi za inert kama Argon hazina adsorbed, zikiruhusu kutengana na nitrojeni na oksijeni.

Adsorption na desorption: Wakati wa mzunguko mmoja, Mnara wa Adsorption wa kwanza adsorbs nitrojeni na oksijeni kutoka hewani chini ya shinikizo kubwa, wakati Argon inapita nje ya duka la mnara. Halafu, kwa kupunguza shinikizo, nitrojeni na desorb ya oksijeni kutoka kwa Masi ya Masi, na uwezo wa adsorption wa Adsorption hurejeshwa kupitia kuzaliwa upya kwa shinikizo.

Mzunguko wa Mnara Mbili: Kawaida, minara mingi ya adsorption hutumiwa mbadala—Moja kwa adsorption wakati nyingine iko katika desorption—kuruhusu uzalishaji unaoendelea.

Faida ya njia ya PSA ni kwamba ina usanidi rahisi na gharama za chini za kufanya kazi, lakini usafi wa Argon inayozalishwa kwa ujumla ni chini kuliko ile ya kunereka kwa cryogenic. Inafaa kwa hali zilizo na mahitaji ya chini ya Argon.

Utakaso wa Argon

Ikiwa ni kutumia kunereka kwa cryogenic au PSA, Argon inayozalishwa kawaida ina kiwango kidogo cha oksijeni, nitrojeni, au mvuke wa maji. Ili kuboresha usafi wa Argon, hatua zaidi za utakaso zinahitajika kawaida:

Uboreshaji wa uchafu: Baridi zaidi ya Argon ili kuficha na kutenganisha uchafu fulani.

Masi ya Masi: Adsorption: Kutumia adsorbers zenye ufanisi mkubwa wa Masi ili kuondoa idadi ya nitrojeni, oksijeni, au mvuke wa maji. Masihi ya Masi yana ukubwa maalum wa pore ambao unaweza kuchagua adsorb molekuli fulani za gesi.

Teknolojia ya kujitenga ya Membrane: Katika hali nyingine, teknolojia ya utando wa kutenganisha gesi inaweza kutumika kutenganisha gesi kulingana na upenyezaji wa kuchagua, na kuongeza usafi wa Argon.

Tahadhari kwa uzalishaji wa Argon kwenye tovuti

Hatua za usalama:

Hatari ya cryogenic: Kioevu argon ni baridi sana, na mawasiliano ya moja kwa moja nayo inapaswa kuepukwa ili kuzuia baridi kali. Waendeshaji wanapaswa kuvaa mavazi maalum ya kinga ya cryogenic, glavu, na vijiko.

Hatari ya Aspipmbeation: Argon ni gesi ya inert na inaweza kuondoa oksijeni. Katika nafasi zilizofunikwa, kuvuja kwa Argon kunaweza kusababisha kupungua kwa viwango vya oksijeni, na kusababisha kupanuka. Kwa hivyo, maeneo ambayo Argon hutolewa na kuhifadhiwa inahitaji kuwa na hewa nzuri, na mifumo ya ufuatiliaji wa oksijeni inapaswa kusanikishwa.

Matengenezo ya vifaa:

Shinikizo na udhibiti wa joto: Vifaa vya uzalishaji wa Argon vinahitaji udhibiti madhubuti wa shinikizo na joto, haswa katika safu ya kunereka kwa cryogenic na minara ya adsorption. Vifaa vinapaswa kukaguliwa mara kwa mara ili kuhakikisha vigezo vyote viko ndani ya safu za kawaida.

Kuzuia kuvuja: Kwa kuwa mfumo wa Argon unafanya kazi chini ya shinikizo kubwa na joto la chini, uadilifu wa muhuri ni muhimu. Bomba za gesi, viungo, na valves zinapaswa kukaguliwa mara kwa mara ili kuzuia uvujaji wa gesi.

Udhibiti wa Usafi wa Gesi:

Ufuatiliaji wa usahihi: Usafi wa Argon unaohitajika hutofautiana kulingana na programu. Wachambuzi wa gesi wanapaswa kutumiwa mara kwa mara kuangalia usafi wa Argon na kuhakikisha kuwa bidhaa inakidhi viwango vya viwanda.

Usimamizi wa uchafu: Hasa, katika kunereka kwa cryogenic, mgawanyo wa Argon unaweza kuathiriwa na muundo wa safu ya kunereka, hali ya kufanya kazi, na ufanisi wa baridi. Utakaso zaidi unaweza kuwa muhimu kulingana na utumiaji wa mwisho wa Argon (k.v., usafi wa hali ya juu kwa tasnia ya umeme).

Usimamizi wa Ufanisi wa Nishati:

Matumizi ya Nishati: Kunereka kwa cryogenic ni kubwa-nishati, kwa hivyo juhudi zinapaswa kufanywa ili kuongeza michakato ya baridi na compression ili kupunguza upotezaji wa nishati.

Uporaji wa joto la taka: Vituo vya kisasa vya uzalishaji wa Argon mara nyingi hutumia mifumo ya kufufua joto la taka kupata nishati baridi inayozalishwa wakati wa mchakato wa kunereka kwa cryogenic, kuboresha ufanisi wa nishati kwa jumla.

Katika uzalishaji wa viwandani, Argon kimsingi inategemea kunereka kwa cryogenic na njia za shinikizo za adsorption. Kunereka kwa cryogenic hutumiwa sana kwa Uzalishaji mkubwa wa Argon Kwa sababu ya uwezo wake wa kutoa usafi wa hali ya juu. Uangalifu maalum unahitajika wakati wa uzalishaji ili kuhakikisha usalama, matengenezo ya vifaa, udhibiti wa usafi wa gesi, na usimamizi wa ufanisi wa nishati.