Separace plynných směsí je použití technik zaměřených na separaci plynů od sebe navzájem, a to buď, aby několik produktů nebo pro čištění jediný produkt. Lze použít mnoho metod, ať už při pokojové teplotě nebo při nižší teplotě (kryogenní destilace a frakční kondenzace). Nejpostiženějšími směsmi plynů jsou vzduch a zemní plyn .
Adsorpční tlak (PSA) stlačuje a sníženým tlakem plynu kolem střední adsorbentu selektivně adsorbovat některé složky plynu, který umožňuje ostatním být selektivně odstraněna.
Adsorpční teplota (TSA) používá podobnou techniku jako výše, ale změnou teploty místo tlaku.
Destilace kryogenní se provádí na zkapalněný plyn. Plyn je stlačován a poté rychle dekomprimován, což ho ochlazuje a zkapalňuje. Postupným zahříváním tohoto plynu, který se stal kapalným, a nastavením různých teplot varu se oddělí jeho různé složky.
Kryogenní destilace se obecně používá pouze pro velmi vysoké objemy kvůli jeho nelineárnímu vztahu nákladů a měřítka, což činí proces ekonomičtějším ve větším měřítku. Z tohoto důvodu se obecně používá pouze k oddělení vzduchových složek.
Tyto metody membránové separace plynů pomocí husté membrány ( Pervaporace a prostup plynu ) nebo porézní ( Plynová difúzní ). Tyto membrány umožňují, aby některé plyny procházely a byly odstraněny, zatímco jiné zůstávají v proudu přiváděného plynu.
Tyto techniky nejsou tak dobře vyvinuté jako jiné techniky separace plynů, a proto se používají méně. Problémy s výrobou znamenají, že jednotky jsou vhodnější pro malé a střední operace.
Membránové technologie se nejčastěji používají k odvádění vlhkosti a obohacování dusíkem . Používají se také k čištění zemního plynu separací vodíku v rafinačních plynech .
Plyn je uveden do kontaktu proti proudu s prací kapalinou. Tato kapalina se rozpouští nebo reaguje s jednou ze složek plynné směsi a umožňuje zbytku projít. Příkladem tohoto typu separace je promývání aminů, během kterého plynná směs prochází vodným roztokem aminů.
Plynná směs se ochladí v několika stupních, během nichž se kondenzované frakce odstraní. U molekul, jejichž kapalná fáze není stabilní za atmosférického tlaku, jako je oxid uhličitý , může být kondenzace přímo v pevné formě a vyžaduje pravidelné seškrábávání nosiče.
Následující tabulka porovnává různé techniky z hlediska zájmu o použití:
Technický | Koncentrace plynu, který se má oddělit od plynné směsi | Množství plynných směsí, které mají být zpracovány | Úroveň zotavení |
---|---|---|---|
Adsorpce - desorpce | Nízký | Mírný | Student |
Kryogenní destilace | Vysoký | ||
Membránová separace | Silný | Nízký | |
Vstřebávání | Nízký | Vysoký | Mírný |