산업에서 자주 사용되는 가스 분리 방법과 원리

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산업에서 자주 사용되는 가스 분리 방법과 원리　자주 사용되는 산업용 가스로는 산소, 질소, 아르곤, 이산화탄소, 액체 암모니아, 액체 염소, 아세틸렌 가스, 수소 등이 있습니다.산업용 가스의 생산 방법은 다양하지만, 여기서는 일반적으로 사용되는 몇 가지 생산 방법을 간략히 소개하겠습니다. 1. 산소　산업용 산소를 생산하는 주요 방법으로는 공기 액화 분리 증류법(간단히 공분법이라 함), 수전해법, 변압 흡착법 등이 있습니다. 공분법을 이용한 산소 생산 공정의 흐름은 대체로 다음과 같습니다: 공기 흡수 → 이산화탄소 흡수탑 → 압축기 → 냉각기 → 건조기 → 냉동기 → 액화 분리기 → 오일 분리기 → 가스 저장 탱크 → 산소 압축기 → 가스 충전.그 기본 원리는 공기를 액화시킨 후, 공기 중의 각 성분들이 가지는 끓는점의 차이를 이용하여 액화 분리기에서 분리 및 정제함으로써 산소를 얻는 것입니다.대형 산소생산 설비의 연구개발 및 도입 덕분에 산소 생산에 필요한 에너지 소비가 지속적으로 줄어들었으며, 질소, 아르곤 및 기타 불활성 가스와 같은 다양한 공기분리 제품을 동시에 생산하는 것도 용이해졌습니다.보관과 운송을 용이하게 하기 위해, 액화 분리기를 통해 분리된 액체 산소는 펌프를 이용해 저온 액체 저장탱크로 공급되며, 그 후 탱크트럭을 통해 각 저온 액화 영구가스 충전소로 운반됩니다.액체 질소와 액체 아르곤도 이 방법을 사용하여 저장하고 운반합니다. 二、질소 산업용 질소의 주요 생산 방법으로는 공기분리법, 변압흡착법, 막분리법, 연소법 등이 있습니다. 　　공정분리법으로 제조된 질소는 순도가 높고 에너지 소비가 적습니다.변압흡착법을 이용한 질소 제조 기술은 5A 탄소 분자체를 사용하여 공기 중의 성분들을 선택적으로 흡착시켜 산소와 질소를 분리함으로써 질소를 생산하는 방식입니다. 이 방법으로 얻어지는 질소는 압력이 높고 에너지 소비가 적으며, 그 순도는 **표준 요구사항을 충족합니다. 즉, 산업용 질소의 경우 ≥98.5%, 순수 질소의 경우 ≥99.95%입니다. 삼. 아르곤 가스 　아르곤 가스는 대기 중에 가장 많이 존재하는 불활성 기체입니다. 이를 생산하는 주요 방법은 공기분리법입니다.산소 제조 공정에서, 끓는점이 -185.9℃ 정도인 분획을 액화 분리기에서 분리하면 액체 아르곤이 얻어진다. 넷, 이산화탄소 　이산화탄소를 생산하는 방법으로는, 석회를 생산할 때 부산물로 얻어지는 이산화탄소, 술을 만드는 발효 과정에서 발생하는 이산화탄소, 중유나 코크스와 같은 것들이 연소될 때 생성되는 이산화탄소, 그리고 합성암모니아 산업의 부산물로 얻어지는 이산화탄소 등이 있습니다.현재, 합성암모니아 산업의 원료는 대부분 가스, 정유소에서 나오는 가스, 코크스 오븐에서 나오는 가스, 그리고 석탄입니다. 이러한 원료들의 주요 성분은 서로 다른 수소-탄소 비율을 가진 탄화수소와 순수한 탄소로 구성되어 있습니다. 이들은 고온에서 수증기와 반응하여 수소와 일산화탄소를 주성분으로 하는 합성가스가 생성됩니다. 일산화탄소는 그 후 이산화탄소로 전환됩니다.이산화탄소의 정제 방법에는 흡수법, 변압흡착법, 흡착증류법, 막분리법이 있습니다. 다섯, 암모니아 　암모니아를 생산하는 방법으로는 주로 직접 합성법이 사용됩니다.합성암모니아 공정 흐름은 다음과 같습니다: 수소가스 발생로에서 뜨거운 코크스 위에 공기와 수증기를 불어넣어 먼저 질소와 수소가 혼합된 가스를 얻은 뒤, 세척 및 열교환, 이산화탄소 응축, 이산화탄소 흡수와 같은 생산 공정을 거쳐 원료 가스를 제조합니다.정제된 혼합 가스는 필터, 냉각기, 암모니아 분리기 및 가열기를 거쳐 합성 반응기로 보내지며, 분리기에서 액체 암모니아가 분리됩니다. 6. 염소기체 산업적으로 사용되는 염소기체는 주로 포화 식염수를 전기분해하는 방법으로 생산됩니다.순도가 높은 염소기는 전해로를 이용해 용융된 염화물로부터 활성 금속을 제조할 때 얻어집니다.공기나 산소를 이용하여 유기합성 산업의 부산물인 염화수소를 촉매로 하여 산화시켜 염소로 전환시킬 수 있다. 7. 아세틸렌 가스 　아세틸렌을 생산하는 주요 방법으로는 카르보네이트의 가수분해법, 메탄이나 탄화수소의 고온 연소 분해법, 그리고 플라즈마 분해법이 있습니다.카르보나이트 가수분해법은 공정 흐름이 짧고 제품의 순도가 높지만, 에너지 소비량이 많습니다.대부분의 용해 아세틸렌 생산에는 이 방법이 사용됩니다.아세틸렌의 용해 특성에 따라, 아세틸렌 가스를 압축하여 용매에 주입한 뒤, 다공성 충전제가 들어 있는 강철통에 저장됩니다.빙통은 훌륭한 용매로서, 강철 통 내부에 있는 충전제에 의해 흡착되어 아세틸렌을 용해하고 방출하는 데 사용됩니다. 이 물질의 역할은 강철 통의 유효 부피를 증가시키고 아세틸렌 가스의 폭발성을 낮추는 것입니다.전체적인 규산칼슘 다공성 충전제의 역할은 프로판을 균일하게 흡착하고 아세틸렌의 분해 폭발 확산을 막는 것입니다.용해 아세틸렌 가스통의 사용을 확대하면 사용이 편리해지고 작업 효율도 향상되며, 환경도 개선되고 카르바이드 소비도 줄어듭니다. 다만, 가스통 내부의 다공성 충전재가 손상되거나 오염되지 않도록 해야 하며, 프로필렌과 같은 용매의 충전량도 아세틸렌 가스를 충전하는 데 필요한 양을 충족시켜야만 안전하고 신뢰할 수 있습니다.용해 아세틸렌 생산 충전 공정 흐름은 다음과 같습니다: 원유 아세틸렌 가스가 생성된 후 화학적 정제를 거쳐 황, 인 등의 불순물을 제거하고, 그 다음 압축 및 건조 과정을 거쳐 용해 아세틸렌 가스통에 충전됩니다. 8. 수소 　산업용 수소를 생산하는 주요 방법으로는 광물을 연소시켜 수소를 만드는 방법, 물을 전기분해하여 수소를 얻는 방법, 그리고 반수소가스법을 통해 수소를 생산하는 방법이 있습니다.수전해 방식의 수소 생산은 기술적으로 신뢰성이 높고, 조작이 간단하며, 유지보수도 용이합니다. 또한 오염을 일으키지 않고 생산된 수소의 순도도 높습니다. 다만 전력 소비가 많아 비용이 상당히 높으며, 이로 인해 생산 확대에 제약이 있습니다. 주로 수소의 순도가 높고 필요량이 그다지 많지 않은 사용자들에게 공급됩니다.하지만 새로운 기술의 도입으로 수전해 기술이 발전하면서, 수전해를 통한 수소 생산 비용은 계속 낮아지고 에너지 소비도 줄어들고 있습니다. 이에 따라 수전해는 ‘청정 에너지’를 생산하는 가장 중요한 방법이 될 것으로 기대됩니다.현재 연구 개발되고 있는 수소 제조 방법에는 전기화학적 수분 분해를 통한 수소 생산, 광촉매 작용을 이용한 수소 생산 등이 있습니다. 출처: 화공707