Separarea amestecurilor de gaze este utilizarea unor tehnici care să separe gazele de reciproc, pentru a da mai multe produse sau pentru a purifica un singur produs. Se pot utiliza multe metode, fie la temperatura camerei, fie la temperaturi mai scăzute (distilare criogenică și condensare fracționată). Cele mai afectate amestecuri de gaze sunt aerul și gazele naturale .
Swing presiunea de adsorbție (PSA) presurizează și depresurizează gazul în jurul unui adsorbant mijloc de a adsorbi selectiv unele componente ale unui gaz, permițând altora să fie eliminate în mod selectiv.
Leagăn temperatură de adsorbție (TSA) utilizează o tehnică similară cu cea de mai sus, dar variația temperaturii în loc de presiune.
Distilare criogenică se realizează pe un gaz lichefiat. Gazul este comprimat și apoi decomprimat rapid, ceea ce îl răcește și îl lichefiază. Prin încălzirea treptată a acestui gaz, care a devenit lichid, și prin ajustarea diferitelor temperaturi de fierbere, diferitele sale componente sunt separate.
Distilarea criogenică este, în general, utilizată numai pentru volume foarte mari datorită relației sale de costuri neliniare, ceea ce face procesul mai economic la o scară mai mare. Din acest motiv, este utilizat în general numai pentru separarea componentelor de aer.
La metodele de separare cu membrana gazelor folosesc membrane dense ( pervaporatie și gaz de permeație ) sau poros ( difuzie de gaz ). Aceste membrane permit ca unele gaze să treacă și să fie eliminate, în timp ce altele rămân în fluxul de gaz de alimentare.
Aceste tehnici nu sunt la fel de bine dezvoltate ca alte tehnici de separare a gazelor și, prin urmare, sunt utilizate mai puțin. Provocările de fabricație înseamnă că unitățile sunt mai potrivite pentru operațiuni la scară mică și medie.
Tehnologiile cu membrane sunt cel mai des utilizate pentru îndepărtarea umezelii și îmbogățirea azotului . Ele sunt, de asemenea, utilizate pentru purificarea gazelor naturale prin separarea dihidrogenului din gazele din rafinărie .
Gazul este adus în contact împotriva curentului cu un lichid de spălare. Acest lichid se dizolvă sau reacționează cu unul dintre componentele amestecului gazos și permite trecerea restului. Un exemplu al acestui tip de separare este spălarea cu amină în timpul căreia amestecul gazos trece printr-o soluție apoasă de amine.
Amestecul de gaze este răcit în mai multe etape, timp în care fracțiile condensate sunt îndepărtate. Pentru moleculele a căror fază lichidă nu este stabilă la presiunea atmosferică, cum ar fi dioxidul de carbon , condensarea poate fi direct sub formă solidă și necesită răzuirea regulată a suportului.
Tabelul următor compară diferitele tehnici din punctul de vedere al interesului de utilizare:
Tehnic | Concentrația gazului care trebuie separat de amestecul gazos | Cantitatea de amestecuri de gaze de tratat | Nivel de recuperare |
---|---|---|---|
Adsorbție - desorbție | Scăzut | Moderat | Student |
Distilarea criogenică | Înalt | ||
Separarea membranelor | Puternic | Scăzut | |
Absorbţie | Scăzut | Înalt | Moderat |