مقدمه
هوا ترکیبی از گازهای مختلف است که می‌توان آن‌ها را با روش‌های فیزیکی جداسازی کرد. یکی از مهم‌ترین روش‌های جداسازی، **برج تقطیر** است که بر اساس اختلاف نقطه جوش اجزای هوا عمل می‌کند. در این مقاله، اصول عملکرد، مراحل و کاربردهای برج تقطیر در صنعت بررسی می‌شود.
اصول برج تقطیر برای جداسازی اجزای هوا
تقطیر برودتی (Cryogenic Distillation): یکی از پیشرفته‌ترین روش‌ها برای جداسازی گازهای موجود در هوا است. این فرآیند بر مبنای کاهش دما تا نقطه‌ای که هر یک از اجزا به مایع تبدیل شوند، انجام می‌شود.
مراحل اصلی تقطیر اجزای هوا
1. فشرده‌سازی هوا: در این مرحله، هوا توسط کمپرسورها فشرده می‌شود تا چگالی آن افزایش یابد.
2. خنک‌سازی و مایع‌سازی: پس از فشرده‌سازی، هوا از مبدل‌های حرارتی عبور کرده و تا دمای بسیار پایین (حدود C°-200) سرد می‌شود تا اجزای آن به مایع تبدیل شوند.
3. تقطیر در برج جداسازی: مخلوط مایع‌شده وارد برج تقطیر می‌شود. نیتروژن، که پایین‌ترین نقطه جوش را دارد (-196°C)، در بالای برج جمع می‌شود، در حالی که اکسیژن (183–°C) و آرگون (-186°C) در قسمت‌های پایین‌تر قرار می‌گیرند.
4. جمع‌آوری گازهای تفکیک‌شده: گازهای جداشده به صورت مایع یا گاز ذخیره و بسته‌بندی می‌شوند.
کاربردهای برج تقطیر در صنایع مختلف
1. صنعت پزشکی: تولید اکسیژن خالص برای مصارف بیمارستانی
2. صنایع فولاد و جوشکاری:تأمین نیتروژن و اکسیژن برای فرایندهای متالورژی
3. صنایع الکترونیک: تولید گازهای خالص برای فرآیندهای تولید نیمه‌هادی‌ها
4. صنایع غذایی: استفاده از نیتروژن مایع برای انجماد سریع مواد غذایی
نتیجه‌گیری
برج تقطیر یکی از مؤثرترین روش‌ها برای جداسازی اجزای هوا است که در صنایع مختلف نقش کلیدی ایفا می‌کند. این روش با استفاده از اصول فیزیکی و دمای بسیار پایین، گازهای ارزشمندی را برای مصارف پزشکی، صنعتی و فناوری فراهم می‌کند.
