Rozdzielania mieszanin gazowych jest stosowanie technik mających na celu oddzielenie gazów z siebie, albo podać kilka lub oczyścić jeden produkt. Można zastosować wiele metod, w temperaturze pokojowej lub w niższej temperaturze (destylacja kriogeniczna i kondensacja frakcyjna). Najbardziej dotknięte mieszanki gazów to powietrze i gaz ziemny .
Zmiana ciśnienia adsorpcji (PSA) zwiększa ciśnienie i zmniejsza ciśnienie gazu wokół środkowego adsorbentu, aby selektywnie adsorbować niektóre składniki gazu, umożliwiając selektywną eliminację innych.
Zmiana temperatury adsorpcji (TSA) wykorzystuje podobną technikę jak powyżej, ale zmienia temperaturę zamiast ciśnienia.
Destylację kriogeniczną przeprowadza się w skroplonym gazie. Gaz jest sprężany, a następnie szybko dekompresowany, co powoduje jego schłodzenie i upłynnienie. Poprzez stopniowe podgrzewanie tego gazu, który stał się płynny i regulowanie różnych temperatur wrzenia, oddzielane są jego różne składniki.
Destylacja kriogeniczna jest zwykle stosowana tylko w przypadku bardzo dużych objętości ze względu na jej nieliniową zależność od skali kosztów, co czyni proces bardziej ekonomicznym na większą skalę. Z tego powodu jest zwykle używany tylko do oddzielania składników powietrza.
Te sposoby rozdzielania membranowego gazów za pomocą membran gęste ( perwaporacja i gaz przenikania ) lub porowaty ( dyfuzji gazu ). Membrany te umożliwiają przechodzenie i usuwanie niektórych gazów, podczas gdy inne pozostają w strumieniu gazu zasilającego.
Techniki te nie są tak dobrze rozwinięte, jak inne techniki separacji gazów i dlatego są rzadziej używane. Wyzwania produkcyjne oznaczają, że jednostki lepiej nadają się do operacji na małą i średnią skalę.
Do usuwania wilgoci i wzbogacania azotem najczęściej stosuje się technologie membranowe . Służą również do oczyszczania gazu ziemnego poprzez oddzielanie diwodoru z gazów rafineryjnych .
Gaz styka się pod prąd z cieczą myjącą. Ciecz ta rozpuszcza się lub reaguje z jednym ze składników mieszaniny gazów i przepuszcza resztę. Przykładem tego typu rozdzielania jest przemywanie aminami, w którym mieszanina gazów przechodzi przez wodny roztwór amin.
Mieszaninę gazów chłodzi się w kilku etapach, podczas których usuwa się skondensowane frakcje . W przypadku cząsteczek, których faza ciekła nie jest stabilna pod ciśnieniem atmosferycznym, takich jak dwutlenek węgla , kondensacja może odbywać się bezpośrednio w postaci stałej i wymagać regularnego skrobania podłoża.
Poniższa tabela porównuje różne techniki z punktu widzenia ich zastosowania:
Techniczny | Stężenie gazu do oddzielenia z mieszaniny gazów | Ilość oczyszczanych mieszanin gazowych | Poziom regeneracji |
---|---|---|---|
Adsorpcja - desorpcja | Niska | Umiarkowany | Student |
Destylacja kriogeniczna | Wysoki | ||
Separacja membrany | Silny | Niska | |
Wchłanianie | Niska | Wysoki | Umiarkowany |