Webový obsah - zobrazení

Výroba vzdušných plynů

Jak funguje zařízení na dělení vzduchu (kyslíkárna)

Co je vzduch a jak se plyny ze vzducu vyrábějí?

Vzduch je směs plynů tvořená převážně z dusíku (78 %), kyslíku (21 %) a vzácného plynu argonu (0,9 %). Zbývající 0,1 % zahrnuje zejména oxid uhličitý a vzácné plyny neon, helium, krypton a xenon. V kyslíkárnách je možné vzduch rozdělit na jeho jednotlivé součásti. V tzv. rektifikační koloně se jednotlivé složky vzduchu oddělují na základě rozdílných bodů varu nízkoteplotní destilací a získává se vysoce čistý dusík, kyslík a v kapalné a plynné formě.

 
  1. Stlačení vzduchu - okolní vzduch se nasává, filtruje a stlačuje kompresorem na tlak 6 bar.
  2. Předchlazení vzduchu – stlačením ohřátý vzduch se nejprve chladí vodou.
  3. Čištění vzduchu - vzduch se poté na molekulovém sítu vyčistí od nežádoucích součástí jako je vodní pára a oxid uhličitý.
  4. Zchlazení vzduchu - protože vzdušné plyny lze zkapalnit jen při velmi nízkých teplotách, chladí se vyčištěný vzduch v hlavním výměníku tepla asi na -175oC. Pro chlazení se využívají již vyrobené studené plyny (kyslík a dusík), které odebírají teplo přiváděnému vzduchu a sami se ohřívají na okolní teplotu. Na nízkou teplotu ochlazený stlačený vzduch se dále ochladí expanzí, při které dojde  k jeho zkapalnění. Pak je teprve možné ze vzduchu ve vlastní rektifikační koloně od sebe oddělit  jeho jednotlivé součásti.

  5. Dělení vzduchu – rozdělení vzduchu na čistý kyslík a čistý dusík se provádí ve dvou kolonách - středotlaké a nízkotlaké. Při procesu dělení se využívá různého stupně varu jednotlivých komponent vzduchu: kapalný kyslík vře při -183oC a kapalný dusík při -196oC. Zkapalněný vzduch se přivádí do paty vysokotlaké kolony a postupným ustavováním rovnováhy mezi kapalinou a párou na jednotlivých patrech rektifikačních kolon se získává v hlavě nízkotlaké kolony dusík a v patě kyslík o požadovaných čistotách. Argon se vyrábí destilačním dělením směsi kyslíku bohaté na frakci argonu.
  6. Odběr a skladování - plynný kyslík a dusík jsou přiváděny potrubní sítí přímo ke spotřebiteli, například do ocelárny. Kyslík, dusík a argon se v kapalné podobě se ukládají do zásobníků, z nichž se přečerpávají do automobilových cisteren a dopravují se k jednotlivým zákazníkům.