التقطير الهوائي هو عملية تتضمن فصل الغازات ، وخاصة الأكسجين والنيتروجين ، باستخدام مبدأ التقطير التجزيئي. تستخدم هذه الطريقة بشكل شائع في صناعات مثل فصل الهواء وإنتاج الغاز والتطبيقات الطبية.
كيفية فصل الأوكسجين عن النيتروجين في عملية التقطير
لفصل الأكسجين عن النيتروجين في عملية التقطير الهوائي ، يجب اتباع عدة خطوات. فيما يلي مخطط عام للعملية:
- الضغط: تتضمن الخطوة الأولى ضغط الهواء الجوي ، الذي يحتوي على ما يقرب من 78٪ نيتروجين و 21٪ أكسجين ، إلى جانب آثار غازات أخرى. يزيد الضغط من ضغط ودرجة حرارة الهواء.
- التبريد: يتم بعد ذلك تمرير الهواء المضغوط عبر سلسلة من المبادلات الحرارية ووحدات التبريد لتقليل درجة حرارتها. تساعد عملية التبريد هذه في تكثيف أي رطوبة موجودة في الهواء.
- الفصل المسبق: يتم توجيه الهواء المبرد إلى وحدة الفصل الأولي ، حيث تتم إزالة الشوائب مثل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والغازات النزرة الأخرى. تضمن هذه الخطوة أن المنتج النهائي ذو نقاوة عالية.
- التقطير التجزيئي: يتم بعد ذلك إدخال الهواء المعالج مسبقًا في عمود تجزئة. داخل العمود ، يتم تبريد الهواء بشكل أكبر باستخدام نظام تبريد مبرد. عندما ينتقل الهواء لأعلى العمود ، تنخفض درجة الحرارة تدريجيًا. يسمح تدرج درجة الحرارة هذا بفصل الأكسجين والنيتروجين.
- الفصل: نقاط الغليان المختلفة للأكسجين (-183 درجة مئوية) والنيتروجين (-196 درجة مئوية) تمكن من الفصل بينهما. مع انخفاض درجة الحرارة ، تتكثف جزيئات الأكسجين وتتجمع في الطرف السفلي من العمود ، بينما تستمر جزيئات النيتروجين في الارتفاع وتتجمع في الأعلى.
- التجميع والتخزين: يتم جمع غازات الأكسجين والنيتروجين المفصولة وتخزينها في خزانات أو اسطوانات منفصلة لاستخدامها أو توزيعها.
من المهم ملاحظة أنه في حين أن التقطير الهوائي طريقة فعالة لفصل الأكسجين عن النيتروجين ، فإنه يتطلب معدات وخبرات متخصصة لضمان السلامة والكفاءة. غالبًا ما يتم تنفيذ العملية على نطاق صناعي وتتطلب تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة والضغط ومعدلات التدفق لتحقيق الفصل المطلوب.
في الختام ، فإن فصل الأكسجين عن النيتروجين في عملية التقطير الهوائي يتضمن ضغط الهواء وتبريده ، وفصل الشوائب مسبقًا ، وتعريض الهواء للتقطير التجزيئي. من خلال استغلال الاختلاف في نقاط الغليان ، يمكن فصل الأكسجين والنيتروجين وجمعهما لتطبيقات مختلفة في صناعات مختلفة.
