Planta de gás criogênico

A planta de gás criogênico é uma instalação industrial que produz oxigênio molecular de pureza relativamente alta, nitrogênio molecular, argônio, criptônio, hélio e xenônio. Como o ar é composto pelo gás mais comum da atmosfera, nitrogênio (78%), oxigênio (19%) e argônio (1%), e o restante é composto por gás traço, a planta de gás frio separa o ar em torres de destilação em baixa temperatura (cerca de 100 K / -173 grau) para produzir gases de alta pureza, como argônio, nitrogênio, oxigênio, etc., com 1 ppm ou menos. O processo foi baseado na teoria geral do ciclo de separação do ar Hampson-Linde, que foi inventado por Carl von Linde em 1895.

O ciclo Hampson-Linde é um processo de liquefação de gás especialmente adequado para separação de ar. William Hampson e Carl von Linde patentearam o ciclo de forma independente em 1895: Hampson em 23 de maio de 1895 e Linde em 5 de junho de 1895. O ciclo Hampson-Linde introduz o resfriamento regenerativo, que é um sistema de resfriamento com feedback positivo. O dispositivo trocador de calor permite que a diferença absoluta de temperatura (por exemplo, 00,27 graus / atmJT de resfriamento de ar) exceda o resfriamento de estágio único para atingir a baixa temperatura necessária para o gás "fixo" liquefeito. A diferença entre o ciclo Hampson-Linde e o ciclo Siemens reside apenas na etapa de expansão. O ciclo Siemens permite que o gás realize trabalho externo para reduzir a sua temperatura, enquanto o ciclo Hampson-Linde depende inteiramente do efeito Joule-Thomson; isto tem a vantagem de que o lado frio da unidade de resfriamento não move as peças.

O principal objetivo da planta de nitrogênio de baixa temperatura é fornecer aos clientes nitrogênio gasoso de alta pureza (GAN), nitrogênio líquido (LIN), argônio líquido (LAR) e argônio de alta pureza (PLAR), enquanto a extração de gases residuais, como como criptônio, xenônio e hélio. Materiais líquidos de alta pureza (por exemplo, oxigênio ou nitrogênio) são armazenados em tanques locais como reservas estratégicas. Este líquido pode ser evaporado para atender aos picos de demanda ou usado em fábricas off-line. Devido ao seu pequeno tamanho, o argônio, o xenônio e o hélio são geralmente vendidos diretamente aos clientes por meio de caminhões-tanque ou caminhões. Plantas típicas de nitrogênio de baixa temperatura variam de 200 pés cúbicos^/Plantas muito grandes com 63 toneladas de nitrogênio por dia (como a planta do campo petrolífero Cantarell, no México).

A separação criogênica do ar produz oxigênio com mais de 99,5% de pureza. Os produtos de alta pureza resultantes podem ser armazenados nos cilindros de gás. Esses cilindros podem até ser distribuídos para clientes em áreas médicas, de soldagem, de campo ou misturados com outros gases para uso como gases respiratórios de mergulho. A planta também produz nitrogênio, utilizado para produção de amônia na indústria de fertilizantes, fabricação de vidro float, fins petroquímicos, gás de purga, tratamento de gás amina, gás de vedação para rolamentos e fabricação de poliéster.

O gás argônio resultante pode ser usado em semicondutores, fabricação e fabricação fotovoltaica.

Círculo industrial

Durante o processo de corte e soldagem de metal, o uso de oxigênio de alta pureza pode melhorar a eficiência da combustão e o calor, garantindo a qualidade da soldagem.

Área médica

O oxigênio de alta pureza é usado no tratamento de doenças respiratórias, como doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e pneumonia, para fornecer suporte adicional de oxigênio aos pacientes. Além disso, fornecer oxigênio de alta pureza durante procedimentos cirúrgicos pode auxiliar no processo de anestesia e recuperação.

Proteção ambiental

No processo de tratamento de esgoto, o uso de oxigênio de alta pureza pode promover a degradação da matéria orgânica e melhorar a eficiência do tratamento. Em alguns ambientes altamente poluídos, a utilização de oxigénio de alta pureza também pode melhorar a qualidade do ar e ajudar a reduzir os poluentes.

Fabricação eletrônica

Na produção de semicondutores e produtos eletrônicos, o oxigênio de alta pureza é usado nos processos de fabricação para controlar o meio ambiente e melhorar a qualidade do produto.

Aeroespacial

Em espaçonaves e aeronaves de alta altitude, é fornecido oxigênio de alta pureza para garantir suporte de vida tanto para astronautas quanto para pilotos.

Metalurgia

No processo de fundição, oxigênio de alta pureza é usado para melhorar a eficiência da fundição e melhorar a qualidade e o desempenho do aço.

Círculo industrial

O nitrogênio de alta pureza é usado como proteção de gás inerte durante a soldagem e corte de metais para evitar oxidação e outras reações adversas. Por exemplo, é comumente usado em soldagem de alumínio e soldagem de titânio.

Fabricação eletrônica

Durante a fabricação de chips semicondutores, nitrogênio de alta pureza é usado para criar um ambiente de produção limpo que evita oxidação e contaminação. Na produção de circuitos integrados (CI) e outros componentes eletrônicos, o nitrogênio de alta pureza é utilizado para controlar a atmosfera e reduzir a contaminação de materiais sensíveis.

Indústria farmacêutica

O nitrogênio de alta pureza é usado para fornecer proteção contra gases inertes na produção de medicamentos para evitar reações adversas com o oxigênio do ar durante o processo de produção.

Alimentos e bebidas

Nas embalagens de alimentos e bebidas, o nitrogênio de alta pureza é usado nas embalagens de gases, substitui o oxigênio nas embalagens, prolonga a vida útil dos alimentos e mantém o frescor do produto.

Dinâmica e testes de gases

Em experimentos de dinâmica de gases e análise de gases, o nitrogênio de alta pureza atua como gás de controle ou gás zero para fornecer condições de teste precisas.

Problemas relacionados com a central de gás de baixa temperatura:

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