1。分数蒸留：
* コンポーネント：
* 分画列： 複数の気化する凝縮サイクルを促進するように設計されたトレイまたは梱包材を備えた背の高い柱。列は温度勾配で維持され、最もホットなセクションが下部にあります。
* コンデンサー： 気化した空気を冷却し、液体に凝縮します。
* プロパティ：
* 沸点の違い： 重要な原則は、空気中の異なるガスが異なる沸点を持っていることです。窒素の沸点は最も低く、その後に酸素、次にアルゴンなどが続きます。
* 温度勾配： カラムの温度勾配により、効率的な分離が可能になります。空気が柱を通ると、沸点が低いガスはより高いレベルで凝縮し、沸点が高い人は凝縮します。
* 表面積： カラム内の梱包材またはトレイは、蒸気液体接触のための大きな表面積を提供し、分離効率を高めます。
2。極低温分離：
* コンポーネント：
* コンプレッサー： 空気を圧縮し、圧力と温度を上げます。
* 熱交換器： 冷媒を使用して圧縮空気を冷却します。
* 拡張エンジン： 冷却された空気を膨張させ、さらに冷却します。
* プロパティ：
* 低温： この方法では、非常に低い温度（-150°C未満）を利用して空気を液化します。
* 圧力と温度依存性： 分離効率は、空気の圧力と温度に大きく依存しています。
* 高エネルギー消費： 極端な温度要件により、極低温分離はエネルギー集約型です。
3。膜分離：
* コンポーネント：
* 膜： 他のガスが保持されている間に特定のガスが通過できるようにする、薄くて選択的に透過性の障壁。
* 圧力差： 圧力差が膜全体に維持され、透過プロセスが促進されます。
* プロパティ：
* 選択的透過性： 膜は、窒素や酸素などの特定のガスの通過を支持するように設計されています。
* 透過性と選択性： 効率は、膜の透過性（ガスの流れの速度）と膜の選択性（あるガスよりも優先度）に依存します。
* 低エネルギー消費量： 膜分離は、一般に、極低温法と比較してエネルギー集約型が少ないです。
4。吸着分離：
* コンポーネント：
* 吸着素材： 特定のガスに選択的に結合する高い表面積を持つ固体材料（ゼオライト、活性炭）。
* 圧力スイング吸着（PSA）システム： 吸着剤を吸着するガスに吸着剤を加圧し、その後抑制して吸着されたコンポーネントを放出する循環的なプロセス。
* プロパティ：
* 選択的吸着： 吸着剤の材料は、分子サイズ、極性、および親和性に基づいて特定のガスを優先的に吸着します。
* 再生： 吸着剤ベッドは、不活性ガスで抑制およびパージすることにより、定期的に再生する必要があります。
* 中程度のエネルギー消費： PSAシステムは通常、極低温分離よりも少ないエネルギーを必要としますが、膜分離よりも多くなります。
適切な手法の選択：
空気分離法の選択は、いくつかの要因に依存します。
* 動作スケール： 小規模アプリケーションは多くの場合、膜分離を使用しますが、大規模な操作は極低温または分数の蒸留方法を採用する場合があります。
* 純度要件： 分離されたガスの望ましい純度は、方法の選択に影響します。
* 経済的考慮事項： 機器、エネルギー消費、メンテナンスのコストは重要な要素です。
* 環境への影響： 極低温分離のようないくつかの方法は、エネルギー要件のためにより高い二酸化炭素排出量を持っています。
さまざまなコンポーネントの特性と分離効率への影響を理解することは、空気分離システムの設計と最適化に不可欠です。
