ఆర్గాన్ (Ar) లోహశాస్త్రం, వెల్డింగ్, రసాయన పరిశ్రమలు మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించే అరుదైన వాయువు. ఆర్గాన్ ఉత్పత్తి ప్రధానంగా గాలిలోని వివిధ గ్యాస్ భాగాలను వేరు చేయడంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఎందుకంటే వాతావరణంలో ఆర్గాన్ యొక్క గాఢత 0.93% ఉంటుంది. పారిశ్రామిక ఆర్గాన్ ఉత్పత్తికి రెండు ప్రాథమిక పద్ధతులు క్రయోజెనిక్ డిస్టిలేషన్ మరియు ప్రెజర్ స్వింగ్ అడ్సార్ప్షన్ (PSA).

క్రయోజెనిక్ స్వేదనం

పరిశ్రమలో ఆర్గాన్ వేరు చేయడానికి క్రయోజెనిక్ స్వేదనం అనేది సాధారణంగా ఉపయోగించే పద్ధతి. ఈ పద్ధతి గాలిలోని వివిధ వాయువు భాగాల మరిగే బిందువులలో తేడాలను ఉపయోగించుకుంటుంది, తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద గాలిని ద్రవీకరిస్తుంది మరియు స్వేదనం కాలమ్ ద్వారా వాయువులను వేరు చేస్తుంది.

ప్రక్రియ ప్రవాహం:

ఎయిర్ ప్రీ-ట్రీట్మెంట్: మొదట, తేమ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ను తొలగించడానికి గాలి కంప్రెస్ చేయబడుతుంది మరియు ప్రారంభంలో చల్లబడుతుంది. తేమ మరియు మలినాలను తొలగించడానికి డ్రైయర్ (CD) లేదా మాలిక్యులర్ జల్లెడ యాడ్సోర్బర్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ దశ సాధారణంగా సాధించబడుతుంది.

ఎయిర్ కంప్రెషన్ మరియు శీతలీకరణ: ఎండబెట్టడం తరువాత, గాలి అనేక మెగాపాస్కల్స్ ఒత్తిడికి కుదించబడుతుంది, ఆపై శీతలీకరణ పరికరం (ఉదా., ఒక ఎయిర్ కూలర్) ద్వారా చల్లబరుస్తుంది, గాలి ఉష్ణోగ్రత దాని ద్రవీకరణ స్థానానికి దగ్గరగా ఉంటుంది. ఈ ప్రక్రియ గాలి ఉష్ణోగ్రతను -170కి తగ్గిస్తుంది°సి నుండి -180°సి.

గాలి ద్రవీకరణ: చల్లబడిన గాలి విస్తరణ వాల్వ్ గుండా వెళుతుంది మరియు క్రయోజెనిక్ స్వేదనం కాలమ్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది. గాలిలోని భాగాలు వాటి మరిగే పాయింట్ల ఆధారంగా కాలమ్ లోపల క్రమంగా వేరు చేయబడతాయి. నత్రజని (N₂) మరియు ఆక్సిజన్ (O₂) తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద వేరు చేయబడతాయి, అయితే ఆర్గాన్ (Ar), నైట్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ మధ్య ఒక మరిగే బిందువును కలిగి ఉంటుంది (-195.8°నత్రజని కొరకు సి, -183°ఆక్సిజన్ కోసం సి, మరియు -185.7°ఆర్గాన్ కోసం సి), కాలమ్ యొక్క నిర్దిష్ట విభాగాలలో సేకరించబడుతుంది.

పాక్షిక స్వేదనం: స్వేదనం కాలమ్‌లో, ద్రవ గాలి ఆవిరైపోతుంది మరియు వివిధ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఘనీభవిస్తుంది మరియు ఆర్గాన్ సమర్థవంతంగా వేరు చేయబడుతుంది. అప్పుడు వేరు చేయబడిన ఆర్గాన్ సేకరించబడుతుంది మరియు మరింత శుద్ధి చేయబడుతుంది.

ఆర్గాన్ శుద్దీకరణ:

క్రయోజెనిక్ స్వేదనం సాధారణంగా 99% కంటే ఎక్కువ స్వచ్ఛతతో ఆర్గాన్‌ను అందిస్తుంది. కొన్ని అనువర్తనాల కోసం (ఉదా., ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమ లేదా హై-ఎండ్ మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్‌లో), నైట్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ వంటి ట్రేస్ మలినాలను తొలగించడానికి యాడ్సోర్బెంట్‌లను (యాక్టివేటెడ్ కార్బన్ లేదా మాలిక్యులర్ జల్లెడ వంటివి) ఉపయోగించి మరింత శుద్దీకరణ అవసరం కావచ్చు.

ప్రెజర్ స్వింగ్ అధిశోషణం (PSA)

ప్రెజర్ స్వింగ్ అడ్సార్ప్షన్ (PSA) అనేది ఆర్గాన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి మరొక పద్ధతి, ఇది చిన్న-స్థాయి ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఈ పద్ధతి పరమాణు జల్లెడ వంటి పదార్థాలపై వివిధ వాయువుల వివిధ శోషణ లక్షణాలను ఉపయోగించడం ద్వారా గాలి నుండి ఆర్గాన్‌ను వేరు చేస్తుంది.

ప్రక్రియ ప్రవాహం:

అధిశోషణ టవర్: గాలి మాలిక్యులర్ జల్లెడలతో నిండిన శోషణ టవర్ గుండా వెళుతుంది, ఇక్కడ నత్రజని మరియు ఆక్సిజన్ పరమాణు జల్లెడల ద్వారా బలంగా శోషించబడతాయి, అయితే ఆర్గాన్ వంటి జడ వాయువులు శోషించబడవు, వాటిని నత్రజని మరియు ఆక్సిజన్ నుండి వేరు చేయడానికి అనుమతిస్తాయి.

అధిశోషణం మరియు నిర్జలీకరణం: ఒక చక్రంలో, అధిశోషణం టవర్ మొదట అధిక పీడనం కింద గాలి నుండి నైట్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్‌ను శోషిస్తుంది, అయితే ఆర్గాన్ టవర్ అవుట్‌లెట్ ద్వారా బయటకు ప్రవహిస్తుంది. అప్పుడు, ఒత్తిడిని తగ్గించడం ద్వారా, పరమాణు జల్లెడల నుండి నత్రజని మరియు ఆక్సిజన్ నిర్జలీకరణం, మరియు శోషణ టవర్ యొక్క శోషణ సామర్థ్యం ఒత్తిడి స్వింగ్ పునరుత్పత్తి ద్వారా పునరుద్ధరించబడుతుంది.

మల్టీ-టవర్ సైకిల్: సాధారణంగా, బహుళ అధిశోషణం టవర్లు ప్రత్యామ్నాయంగా ఉపయోగించబడతాయి—ఒకటి అధిశోషణం కోసం మరొకటి నిర్జలీకరణంలో ఉంది—నిరంతర ఉత్పత్తిని అనుమతిస్తుంది.

PSA పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే ఇది సరళమైన సెటప్ మరియు తక్కువ నిర్వహణ ఖర్చులను కలిగి ఉంటుంది, అయితే ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆర్గాన్ యొక్క స్వచ్ఛత సాధారణంగా క్రయోజెనిక్ స్వేదనం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. తక్కువ ఆర్గాన్ డిమాండ్ ఉన్న పరిస్థితులకు ఇది అనుకూలంగా ఉంటుంది.

ఆర్గాన్ శుద్దీకరణ

క్రయోజెనిక్ స్వేదనం లేదా PSA ఉపయోగించినా, ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆర్గాన్ సాధారణంగా చిన్న మొత్తంలో ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్ లేదా నీటి ఆవిరిని కలిగి ఉంటుంది. ఆర్గాన్ యొక్క స్వచ్ఛతను మెరుగుపరచడానికి, మరింత శుద్దీకరణ దశలు సాధారణంగా అవసరం:

మలినాలను సంగ్రహించడం: కొన్ని మలినాలను సంగ్రహించడానికి మరియు వేరు చేయడానికి ఆర్గాన్ యొక్క మరింత శీతలీకరణ.

పరమాణు జల్లెడ శోషణం: నత్రజని, ఆక్సిజన్ లేదా నీటి ఆవిరి యొక్క ట్రేస్ మొత్తాలను తొలగించడానికి అధిక-సామర్థ్య మాలిక్యులర్ జల్లెడ యాడ్సోర్బర్‌లను ఉపయోగించడం. పరమాణు జల్లెడలు నిర్దిష్ట రంధ్ర పరిమాణాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి నిర్దిష్ట వాయువు అణువులను ఎంపిక చేయగలవు.

మెంబ్రేన్ సెపరేషన్ టెక్నాలజీ: కొన్ని సందర్భాల్లో, గ్యాస్ సెపరేషన్ మెమ్బ్రేన్ టెక్నాలజీని సెలెక్టివ్ పెర్మియేషన్ ఆధారంగా వాయువులను వేరు చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు, ఇది ఆర్గాన్ యొక్క స్వచ్ఛతను మరింత పెంచుతుంది.

ఆన్-సైట్ ఆర్గాన్ ఉత్పత్తి కోసం జాగ్రత్తలు

భద్రతా చర్యలు:

క్రయోజెనిక్ ప్రమాదం: ద్రవ ఆర్గాన్ ఇది చాలా చల్లగా ఉంటుంది మరియు గడ్డకట్టడాన్ని నివారించడానికి దానితో ప్రత్యక్ష సంబంధాన్ని నివారించాలి. ఆపరేటర్లు ప్రత్యేకమైన క్రయోజెనిక్ రక్షణ దుస్తులు, చేతి తొడుగులు మరియు గాగుల్స్ ధరించాలి.

ఊపిరి పీల్చుకునే ప్రమాదం: ఆర్గాన్ ఒక జడ వాయువు మరియు ఆక్సిజన్‌ను స్థానభ్రంశం చేయగలదు. పరివేష్టిత ప్రదేశాలలో, ఆర్గాన్ లీకేజ్ ఆక్సిజన్ స్థాయిలలో క్షీణతకు దారి తీస్తుంది, ఫలితంగా ఉక్కిరిబిక్కిరి అవుతుంది. అందువల్ల, ఆర్గాన్ ఉత్పత్తి చేయబడిన మరియు నిల్వ చేయబడిన ప్రదేశాలు బాగా వెంటిలేషన్ చేయబడాలి మరియు ఆక్సిజన్ పర్యవేక్షణ వ్యవస్థలను వ్యవస్థాపించాలి.

సామగ్రి నిర్వహణ:

ఒత్తిడి మరియు ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ: ఆర్గాన్ ఉత్పత్తి పరికరాలకు ఒత్తిడి మరియు ఉష్ణోగ్రతపై కఠినమైన నియంత్రణ అవసరం, ముఖ్యంగా క్రయోజెనిక్ డిస్టిలేషన్ కాలమ్ మరియు అధిశోషణం టవర్లలో. అన్ని పారామీటర్‌లు సాధారణ పరిధిలో ఉన్నాయని నిర్ధారించుకోవడానికి పరికరాలను క్రమం తప్పకుండా తనిఖీ చేయాలి.

లీక్ నివారణ: ఆర్గాన్ వ్యవస్థ అధిక పీడనం మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల క్రింద పనిచేస్తుంది కాబట్టి, సీల్ సమగ్రత కీలకమైనది. గ్యాస్ లీక్‌లను నివారించడానికి గ్యాస్ పైప్‌లైన్‌లు, కీళ్ళు మరియు వాల్వ్‌లను క్రమానుగతంగా తనిఖీ చేయాలి.

గ్యాస్ స్వచ్ఛత నియంత్రణ:

ఖచ్చితత్వ పర్యవేక్షణ: అవసరమైన ఆర్గాన్ యొక్క స్వచ్ఛత అప్లికేషన్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఆర్గాన్ యొక్క స్వచ్ఛతను తనిఖీ చేయడానికి మరియు ఉత్పత్తి పారిశ్రామిక ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉండేలా గ్యాస్ ఎనలైజర్‌లను క్రమం తప్పకుండా ఉపయోగించాలి.

అశుద్ధ నిర్వహణ: ప్రత్యేకించి, క్రయోజెనిక్ స్వేదనంలో, ఆర్గాన్ యొక్క విభజన స్వేదనం కాలమ్ రూపకల్పన, ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులు మరియు శీతలీకరణ ప్రభావం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది. ఆర్గాన్ యొక్క తుది ఉపయోగం (ఉదా., ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమ కోసం అల్ట్రా-హై ప్యూరిటీ ఆర్గాన్) ఆధారంగా మరింత శుద్దీకరణ అవసరం కావచ్చు.

శక్తి సామర్థ్య నిర్వహణ:

శక్తి వినియోగం: క్రయోజెనిక్ స్వేదనం శక్తి-ఇంటెన్సివ్, కాబట్టి శక్తి నష్టాన్ని తగ్గించడానికి శీతలీకరణ మరియు కుదింపు ప్రక్రియలను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ప్రయత్నాలు చేయాలి.

వేస్ట్ హీట్ రికవరీ: ఆధునిక ఆర్గాన్ ఉత్పత్తి సౌకర్యాలు క్రయోజెనిక్ స్వేదనం ప్రక్రియలో ఉత్పత్తి చేయబడిన శీతల శక్తిని తిరిగి పొందేందుకు వ్యర్థ ఉష్ణ రికవరీ వ్యవస్థలను ఉపయోగించుకుంటాయి, మొత్తం శక్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.

పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో, ఆర్గాన్ ప్రధానంగా క్రయోజెనిక్ స్వేదనం మరియు ఒత్తిడి స్వింగ్ అధిశోషణ పద్ధతులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. క్రయోజెనిక్ స్వేదనం కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది పెద్ద ఎత్తున ఆర్గాన్ ఉత్పత్తి అధిక స్వచ్ఛత ఆర్గాన్‌ను అందించగల సామర్థ్యం కారణంగా. భద్రత, పరికరాల నిర్వహణ, గ్యాస్ స్వచ్ఛత నియంత్రణ మరియు శక్తి సామర్థ్య నిర్వహణను నిర్ధారించడానికి ఉత్పత్తి సమయంలో ప్రత్యేక శ్రద్ధ అవసరం.