1。空気圧縮: 空気は高圧、通常は数百の大気(ATM)に圧縮されます。これにより、空気の密度が向上し、液化が容易になります。
2。冷却と凝縮: その後、圧縮空気は大幅に冷却され、通常は摂氏-180度(華氏-292度)を下回る温度になります。これらの低温では、空気成分が液体に凝縮し始めます。
3。コンポーネントの分離: 凝縮された空気は、蒸留カラムに供給されます。これは、複数の段階に分割された垂直容器です。各段階は、わずかに異なる温度と圧力で維持されます。凝縮された空気が列を通して上昇すると、そのコンポーネントは沸点に基づいて分離し始めます。
- 窒素コレクション: 窒素ガスは、酸素やその他の空気成分と比較して沸点が低くなっています。したがって、それは気相のままで、蒸留柱の上部に収集されます。
- 酸素およびその他の成分: より高い沸点を持つ酸素およびその他のガスは、カラムの下部段階で凝縮し、個別に収集されます。
4。精製: 収集された窒素ガスには、微量の不純物がまだ含まれている場合があります。活性炭や分子ふるいを通過するガスを通過するなどのさらなる精製ステップを使用して、これらの不純物を除去し、高純度の窒素ガスを取得することができます。
5。ストレージと配布: 精製された窒素ガスは、高圧シリンダーまたはタンクに保存され、それを必要とするさまざまな産業やアプリケーションに分布します。
分数蒸留は、空気からの窒素ガスの大規模な生産の主要な方法です。ただし、圧力スイング吸着(PSA)や膜分離などの代替手法もあり、小規模アプリケーションや特定の要件に使用されます。