Neem vrijblijvend contact met ons op: +31 (0) 24 645 00 66

De werking van een luchtsplitser

Wanneer u lucht bestelt van Messer, bestaat dit uit de bestanddelen zuurstof (O), stikstof (N) en argon (Ar) in een zuivere vorm. Luchtcomponenten worden veel ingezet bij industriële processen onder andere om de kringloop milieuvriendelijker te maken. Het wordt dan ook veel gebruikt voor milieu toepassingen. De lucht die wij dagelijks inademen wordt niet “dunner” of moeilijker in te ademen. Op aarde is de luchtvoorraad zo groot dat er geen aantoonbare veranderingen in het zuurstofgehalte zijn. Het grootste deel van het gas keert trouwens door verschillende processen terug in de atmosfeer.

luchtsplitser messer gassen

Wat is lucht?

Lucht is een mix van verschillende gassen, bestaande uit 78% N (stikstof), 21% O (zuurstof) en 0,9% Ar (argon). De resterenden 0,1% bestaat voornamelijk uit CO2 (koolstofdioxide) en de inert gassen Ne (neon), He (helium), Kr (krypton) en Xe (xenon).

Wat is luchtsplitsing?

Lucht kan in verschillende componenten gescheiden worden doormiddel van distillatie in speciale eenheden. De zogenaamde lucht fractioneringsfabriek maken gebruik van een thermisch proces om de individuele componenten van elkaar te scheiden tot een zuivere gas. De zuivere gassen worden gescheiden door een luchtsplitser, doordat de lucht in een hoge scheidingskolom wordt aangezogen en sterk wordt gecomprimeerd. Vervolgens wordt het gas tot vloeistof afgekoeld met -196° C in een warmtewisselaar. Op verschillende temperaturen beginnen de luchtcomponenten te koken, hierdoor kan de distillatie gescheiden worden in pure vorm.

➊ Het comprimeren van lucht

De lucht wordt aangezogen, gefilterd en gecomprimeerd tot ca. 6 bar doormiddel van een compressor.

➋ Het voor koelen van lucht

Om lucht te kunnen scheiden in verschillende componenten, moet het eerst vloeibaar worden gemaakt. Dit gebeurt bij extreem lage temperaturen. Maar de eerste stap is om de gecomprimeerde lucht voor te koelen met gekoeld water.

➌ Zuivering van lucht

Onzuiverheden zoals waterdamp en kooldioxide worden gezuiverd uit de lucht door middel van een zogenaamde moleculaire zeef.

➍ Afkoelen van lucht

Omdat de gassen die deel uit maken van lucht alleen vloeibaar worden bij zeer lage temperaturen, wordt de gezuiverde lucht in afgekoeld in een warmtewisselaar tot ongeveer -175°C. De koeling wordt bereikt door middel van interne warmte uitwisseling, waarbij de stromingen van het koude gas gegenereerd worden gedurende het proces koelen van de perslucht. De snelle verlaging van de druk zorgt er voor dat de perslucht nog verder afkoeld, waarbij het een gedeeltelijke proces naar vloeibaarheid ondergaat. Nu kan de lucht daadwerkelijk worden gescheiden in de scheidingskolom.

➎ Scheiding van de lucht

Scheiding van lucht in zuivere zuurstof en zuivere stikstof gebeurt in twee kolommen, de medium druk en de lage druk kolom. Er wordt gebruik gemaakt van het verschil in kookpunt van de bestanddelen voor het scheidingsproces. Zuurstof wordt namelijk vloeistof bij een temperatuur van -183°C en stukstof bij een temperatuur van -196°C. Door de continue verdamping en condensatie ontstaat er een intensieve uitwisseling van stof en warmte tussen de stijgende stoom en de dalende vloeistof. Nu zal de zuivere stikstof zich bovenin de lage druk kolom bevinden en de zuivere zuurstof aan de onderkant. Argon wordt gescheiden in extra kolommen en geeft een paar extra stappen aan het proces.

➏ Terugtrekking en opslag

De componenten zuurstof en stikstof worden in gasvorm afgevoerd in pijpleidingen voor transport naar de gebruikers, zoals bijvoorbeeld staalfabrieken. De vloeibare vorm van zuurstof, stikstof en argon worden opgeslagen in tanks, tankwagens, bundels en flessen en op die manier aan afnemers getransporteerd.