تولید گاز آرگون

روش تولید گاز آرگون

روش تولید گاز آرگون را در این مقاله از سایت تخصصی آزمایشگاه گاز (gas lab) تشریح می کنیم تا بدانید گاز آرگون به چه روش هایی تولید می شود. آزمایشگاه گاز (gas lab) درباره روش های تولید گاز آرگون و تهیه گاز آرگون، اطلاعات تخصصی ارائه می کند تا انتخاب گرید مناسب برای کاربردهای صنعتی دقیق تر انجام شود. آرگون یکی از گازهای نجیب و پرکاربرد است که به دلیل واکنش پذیری بسیار پایین، در بسیاری از فرایندهای صنعتی، آزمایشگاهی و تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد. برخلاف موادی مانند اکسیژن یا هیدروژن که در فرایندهای مختلف به صورت مستقیم تولید می شوند، آرگون اغلب به عنوان بخشی از فرایند جداسازی اجزای هوا به دست می آید. هوا مخلوطی از چندین گاز مختلف است و در میان ترکیبات اصلی آن، نیتروژن، اکسیژن و مقدار کمتری آرگون وجود دارد. همین سهم نسبتا محدود آرگون باعث می شود جداسازی آن به تجهیزات تخصصی و فرایندهای دقیق نیاز داشته باشد. مهم ترین فناوری تجاری برای تولید آرگون، جداسازی برودتی هوا و تقطیر جز به جز هوای مایع است، فرایندی که در واحدهای بزرگ جداسازی هوا انجام می شود. وقتی درباره روش های تولید گاز آرگون صحبت می کنیم، نخست باید تفاوت میان تولید و جداسازی را در نظر بگیریم. آرگون در بیشتر کارخانه ها از واکنش شیمیایی ساخته نمی شود، بلکه از هوای موجود در محیط جداسازی و خالص سازی می شود. این تفاوت از نظر مهندسی اهمیت زیادی دارد، زیرا خوراک اصلی کارخانه در واقع هواست و وظیفه واحد تولید این است که اجزای موجود در هوا را بر اساس تفاوت خواص فیزیکی آنها از یکدیگر جدا کند. نقطه جوش، دمای میعان، فشار، رفتار گازها در دماهای پایین و میزان ناخالصی ها همگی در طراحی فرایند نقش دارند. در هوای خشک، آرگون حدود یک درصد از حجم هوا را تشکیل می دهد و همین مقدار برای تولید صنعتی آن اهمیت اقتصادی ایجاد کرده است. اگرچه سهم آرگون در مقایسه با نیتروژن و اکسیژن بسیار کمتر است، اما تقاضای صنایع مختلف برای آرگون خالص باعث شده واحدهای جداسازی هوا برای بازیابی آن طراحی شوند. در بسیاری از کارخانه های بزرگ، آرگون محصول جانبی ارزشمندی است که هم زمان با اکسیژن و نیتروژن تولید می شود. بنابراین می توان گفت بخش مهمی از تولیدی گاز آرگون نتیجه عملکرد یک سامانه چندمحصولی است که در آن چند گاز با ارزش تجاری از یک خوراک مشترک به دست می آیند. پرسش گاز آرگون به چه روش هایی تولید می شود زمانی پاسخ دقیق تری پیدا می کند که کاربرد نهایی، ظرفیت کارخانه و درجه خلوص موردنیاز مشخص باشد. برای تولید صنعتی در مقیاس بالا، روش برودتی متداول ترین مسیر است. در این روش ابتدا هوا وارد واحد جداسازی می شود، سپس پس از حذف رطوبت و دی اکسیدکربن، تا دماهای بسیار پایین سرد می شود. در این شرایط بخش عمده هوا به مایع تبدیل شده و امکان جداسازی اجزای آن بر اساس اختلاف نقطه جوش فراهم می شود. آرگون در ستون های تقطیر تخصصی از جریان های حاوی اکسیژن و نیتروژن جدا شده و پس از مراحل تکمیلی به محصول موردنظر تبدیل می شود. همه چیز درباره تولید گاز آرگون را نمی توان فقط در یک مرحله تقطیر خلاصه کرد. کیفیت محصول نهایی به مجموعه ای از عملیات وابسته است که از دریافت هوای محیط آغاز می شود و تا تصفیه نهایی، فشرده سازی، ذخیره سازی و تحویل ادامه پیدا می کند. کیفیت فیلترهای ورودی، عملکرد کمپرسورها، سامانه خنک کاری، واحد حذف آب و دی اکسیدکربن، ستون های تقطیر، تجهیزات انتقال حرارت و سیستم کنترل همگی روی عملکرد نهایی تاثیر دارند. هر اختلال در یکی از این بخش ها می تواند راندمان بازیابی آرگون یا خلوص محصول را تغییر دهد. اگر بخواهیم بدانیم گاز آرگون چگونه تولید می شود، باید ابتدا با مفهوم جداسازی برودتی آشنا شویم. هوای محیط در شرایط عادی مجموعه ای از گازهاست که هرکدام نقطه جوش متفاوتی دارند. زمانی که هوا به دمای بسیار پایین رسانده شود، این تفاوت در رفتار فازی امکان جداسازی را ایجاد می کند. نیتروژن نقطه جوش پایین تری نسبت به اکسیژن دارد و آرگون از نظر نقطه جوش بین آنها قرار می گیرد. همین تفاوت ها پایه اصلی طراحی ستون های تقطیر در واحدهای جداسازی هوا هستند. در یک واحد صنعتی، هوای ورودی ابتدا از فیلترها عبور می کند تا ذرات معلق، گردوغبار و آلاینده های موجود در محیط کاهش پیدا کنند. سپس هوا به وسیله کمپرسور فشرده می شود. فشرده سازی باعث افزایش دما می شود و به همین دلیل سیستم های خنک کننده برای بازگرداندن دمای جریان به محدوده موردنظر به کار می روند. پس از آن، مرحله تصفیه اهمیت پیدا می کند. آب و دی اکسیدکربن باید تا حد زیادی از جریان هوا حذف شوند، زیرا در دماهای بسیار پایین می توانند یخ بزنند و باعث گرفتگی یا اختلال در تجهیزات برودتی شوند. در کنار آب و دی اکسیدکربن، کنترل هیدروکربن ها و برخی ناخالصی های دیگر نیز در واحدهای جداسازی هوا اهمیت دارد. وجود بعضی ترکیبات در سامانه های اکسیژن دار می تواند از نظر ایمنی مشکل ساز باشد. بنابراین واحد پیش تصفیه فقط برای بالا بردن کیفیت محصول نهایی نیست، بلکه یکی از بخش های حیاتی ایمنی و قابلیت اطمینان کل کارخانه محسوب می شود. پس از پیش تصفیه، هوا وارد بخش سرد واحد می شود. تجهیزات مبدل حرارتی، توربو اکسپندرها و سامانه های انبساطی برای پایین آوردن دمای جریان و ایجاد شرایط مناسب برای مایع شدن استفاده می شوند. طراحی این قسمت بسیار پیچیده است، زیرا اختلاف دما میان جریان های ورودی و خروجی باید به شکلی مدیریت شود که انرژی مصرفی تا حد امکان کاهش پیدا کند. در واحدهای مدرن، بخش قابل توجهی از انرژی سرما از طریق تبادل حرارتی داخلی بازیابی می شود. وقتی جریان هوا به شرایط برودتی موردنظر رسید، وارد ستون های تقطیر می شود. در این بخش، اجزای مختلف به دلیل اختلاف نقطه جوش در بخش های متفاوت ستون متمرکز می شوند. نیتروژن عمدتا در بخش های بالاتر ستون و اکسیژن در بخش های پایین تر تجمع پیدا می کند. آرگون نیز به دلیل رفتار فیزیکی خود در جریان میانی ظاهر می شود و برای رسیدن به خلوص مناسب نیازمند یک مدار جداسازی اختصاصی است. به همین دلیل، تولید صنعتی آرگون اغلب شامل بخشی به نام واحد آرگون خام و سپس واحد تصفیه آرگون است. جریان آرگون خام ممکن است همچنان مقدار قابل توجهی اکسیژن داشته باشد و برای کاربردهای بسیار حساس کافی نباشد. در ادامه، این جریان وارد مراحل جداسازی تکمیلی می شود تا مقدار اکسیژن و سایر ناخالصی ها کاهش پیدا کند. بسته به فناوری کارخانه، آرگون می تواند به شکل گاز یا مایع نهایی آماده شود. یکی از مهم ترین نکات در روش تولید گاز آرگون این است که خلوص موردنیاز باید از ابتدا در طراحی کارخانه در نظر گرفته شود. آرگون مورد استفاده در برخی فرایندهای جوشکاری ممکن است به سطح مشخصی از خلوص نیاز داشته باشد، در حالی که کاربردهای حساس آزمایشگاهی، الکترونیکی یا تولیدی ممکن است نیازمند مشخصات دقیق تری باشند. هرچه خلوص موردنظر بالاتر باشد، کنترل ناخالصی ها و تجهیزات تصفیه اهمیت بیشتری پیدا می کند. از سوی دیگر، تولید آرگون فقط به جداسازی مربوط نیست و بخش مهمی از کار به آماده سازی محصول برای مصرف مربوط می شود. گاز می تواند پس از خالص سازی فشرده شده و در سیلندرهای مناسب ذخیره شود یا در مقیاس های بزرگ به صورت مایع در مخازن کرایوژنیک نگهداری شود. انتخاب حالت گازی یا مایع به حجم مصرف، فاصله میان کارخانه و مصرف کننده، تجهیزات موجود و نیاز مشتری وابسته است. در یک تولید کننده گاز آرگون حرفه ای، آزمایشگاه کنترل کیفیت نقش بسیار مهمی دارد. نمونه محصول باید از نظر خلوص و ترکیبات ناخواسته بررسی شود. برای مشتریانی که به گاز با گرید مشخص نیاز دارند، ارائه گواهی آنالیز اهمیت زیادی دارد. این گواهی به مصرف کننده نشان می دهد که محصول تحویلی با مشخصات اعلام شده مطابقت دارد. تهیه گاز آرگون نیز باید بر اساس کاربرد انجام شود. خرید یک گاز صرفا با عنوان آرگون خالص برای تمام مصارف تصمیم دقیقی نیست. نوع گرید، خلوص، حجم بسته بندی، حالت فیزیکی و شرایط تحویل باید با نیاز مصرف کننده هماهنگ شود. برای مثال، یک کارگاه جوشکاری ممکن است به سیلندرهای گاز نیاز داشته باشد، در حالی که یک کارخانه بزرگ فولاد یا مجموعه صنعتی می تواند مصرف بسیار بالایی داشته باشد و آرگون مایع را ترجیح دهد. موضوع مهم دیگر، اقتصاد فرایند است. جداسازی برودتی هوا انرژی بر است و به سرمایه گذاری قابل توجهی نیاز دارد. به همین دلیل واحدهای تولید آرگون در مقیاس صنعتی اغلب در کنار تولید اکسیژن و نیتروژن طراحی می شوند تا هزینه های کلی فرایند میان چند محصول توزیع شود. این ساختار باعث می شود آرگون به عنوان یکی از محصولات با ارزش واحد جداسازی هوا قابل عرضه باشد. خط تولید گاز آرگون در یک کارخانه بزرگ در واقع بخشی از یک سیستم یکپارچه جداسازی هواست. در این سیستم تجهیزات دریافت هوا، کمپرسورها، سیستم تصفیه، مبدل های حرارتی، واحد برودتی، ستون های تقطیر، تجهیزات جداسازی آرگون، کمپرسورها، مخازن و سیستم کنترل در کنار یکدیگر کار می کنند. عملکرد صحیح هر قسمت بر قسمت بعدی اثر می گذارد و به همین دلیل طراحی فرایند باید به شکل یک زنجیره کامل انجام شود. پرسش گاز آرگون چگونه تهیه می شود برای مصرف کننده ای که با صنعت گاز آشنایی ندارد، ممکن است ساده به نظر برسد، اما پاسخ آن چندین مرحله مهندسی را دربرمی گیرد. آرگون از هوای معمولی گرفته می شود، اما رسیدن از هوای محیط به محصولی با خلوص بالا به تجهیزات پیچیده نیاز دارد. این فرایند شامل تصفیه هوا، فشرده سازی، سردسازی، مایع سازی، تقطیر، جداسازی آرگون، خالص سازی و در نهایت بسته بندی یا ذخیره سازی است. در تولید گاز آرگون در صنعت مسئله پایداری عملکرد اهمیت زیادی دارد. کارخانه باید بتواند برای مدت طولانی و با ظرفیت مشخص کار کند. توقف یکی از کمپرسورها یا اختلال در سیستم برودتی می تواند روی چند محصول به صورت هم زمان اثر بگذارد. به همین دلیل تجهیزات اصلی اغلب تحت برنامه های نگهداری پیشگیرانه قرار دارند و پارامترهای عملیاتی به صورت مداوم پایش می شوند. نحوه تولید گاز آرگون در واحدهای صنعتی همچنین به مدیریت انرژی وابسته است. سرمای تولیدشده در یک بخش می تواند در بخش دیگری مورد استفاده قرار گیرد و جریان های گرم و سرد از طریق مبدل های حرارتی با یکدیگر تبادل انرژی داشته باشند. این یکپارچگی حرارتی برای کاهش مصرف انرژی اهمیت دارد. هرچه کارخانه بزرگ تر باشد، بهینه سازی انرژی می تواند تاثیر اقتصادی بیشتری بر هزینه نهایی محصول داشته باشد. طریقه تولید گاز آرگون از نظر فرایندی با مفهوم تقطیر جزءبه جزء ارتباط مستقیم دارد. در تقطیر، یک مخلوط مایع بر اساس اختلاف فراریت اجزای آن تفکیک می شود. در مورد هوای مایع، اختلاف نقطه جوش نیتروژن، آرگون و اکسیژن امکان ایجاد جریان های با ترکیب متفاوت را فراهم می کند. ستون های تقطیر با ایجاد تماس مکرر میان فاز بخار و مایع، جداسازی را تقویت می کنند. اگر کسی درباره طرز تولید گاز آرگون در کارخانه سؤال کند، باید توجه داشت که این کار یک فرایند کاملا صنعتی است و نمی توان آن را با تجهیزات ساده آزمایشگاهی به شکل اقتصادی انجام داد. تولید آرگون از هوا به سامانه های سرمایشی عمیق، ستون های تقطیر، کمپرسورها و کنترل دقیق فرایند نیاز دارد. بنابراین آرگون تجاری اغلب از واحدهای تخصصی جداسازی هوا تامین می شود. روش تولید گاز آرگون در کارخانه های مدرن به گونه ای طراحی می شود که محصولات مختلف به صورت هم زمان به دست آیند. نیتروژن، اکسیژن و آرگون می توانند محصولات اصلی یا جانبی یک واحد باشند و در بعضی کارخانه ها گازهای دیگری نیز بسته به خوراک و طراحی فرایند بازیابی می شوند. این موضوع از نظر اقتصادی اهمیت زیادی دارد، زیرا هزینه های فشرده سازی و سرمایش میان محصولات توزیع می شود. شیوه تولید گاز آرگون همچنین به ظرفیت تولید وابسته است. واحدی که برای تامین نیاز یک مجموعه کوچک طراحی شده با کارخانه ای که باید محصولات یک مجتمع فولادی یا پتروشیمی را تامین کند، از نظر اندازه و تجهیزات تفاوت زیادی دارد. ظرفیت کمپرسورها، ابعاد ستون ها، سطح مبدل های حرارتی و حجم مخازن همگی بر اساس نیاز طراحی تعیین می شوند. چگونگی تولید گاز آرگون را می توان از منظر زنجیره ارزش نیز بررسی کرد. ابتدا هوای محیط به عنوان ماده اولیه دریافت می شود، سپس ناخالصی ها حذف می شوند، اجزای اصلی از یکدیگر جدا می شوند، آرگون بازیابی و خالص می شود و در نهایت محصول برای انتقال به مصرف کننده آماده می شود. در هر مرحله کنترل کیفیت و ایمنی وجود دارد و هیچ بخش را نمی توان کاملا مستقل از سایر مراحل در نظر گرفت. برای آموزش کارکنان یا معرفی فرایند، گاهی فیلم تولید گاز آرگون می تواند تصویر واضح تری از تجهیزات ارائه دهد. در چنین محتوایی اغلب مسیر حرکت هوا از ورودی کارخانه تا کمپرسور، واحد تصفیه، بخش سرد، ستون های تقطیر و مخازن محصول نمایش داده می شود. البته فیلم آموزشی نمی تواند جایگزین دستورالعمل های مهندسی و ایمنی کارخانه باشد، زیرا شرایط عملیاتی هر واحد بر اساس طراحی اختصاصی آن تعیین می شود. همین موضوع درباره عکس تولید گاز آرگون نیز صادق است. تصاویر کارخانه می توانند ساختار کلی تجهیزات را نشان دهند، اما برای شناخت عملکرد واقعی باید نقشه فرایندی و اطلاعات فنی نیز بررسی شود. یک تصویر از ستون تقطیر به تنهایی توضیح نمی دهد که جریان های داخلی چگونه حرکت می کنند یا چه شرایطی برای جداسازی برقرار است. در مجموع، مراحل تولید گاز آرگون را باید یک زنجیره پیوسته دانست که از هوای محیط آغاز شده و به محصول نهایی می رسد. کیفیت محصول تابع کیفیت هوا، عملکرد تجهیزات، کنترل فرایند و آزمایش نهایی است. هرچه سیستم پایدارتر و کنترل دقیق تر باشد، تولید محصول با خلوص ثابت آسان تر خواهد بود. در نهایت، گاز آرگون چگونه تولید می شود. پاسخ کوتاه این است که آرگون صنعتی عمدتا از هوای جو و با استفاده از فرایند جداسازی برودتی به دست می آید. اما پاسخ کامل شامل تمام مراحل پیش تصفیه، فشرده سازی، سرمایش، تقطیر، بازیابی، خالص سازی، ذخیره سازی و کنترل کیفیت است. همین زنجیره است که هوای معمولی را به گازی با ارزش صنعتی و خلوص کنترل شده تبدیل می کند. تولید گاز آرگون در مقیاس صنعتی به همین دلیل یکی از نمونه های جالب مهندسی فرایند است، ماده اولیه تقریبا در همه جا در دسترس است، اما تبدیل آن به محصول تجاری نیازمند سرمایه گذاری، انرژی، تجهیزات تخصصی و دانش مهندسی است. هرچه شناخت این زنجیره بیشتر باشد، انتخاب فناوری، برآورد ظرفیت و برنامه ریزی برای تامین محصول نیز دقیق تر خواهد بود. آزمایشگاه گاز (gas lab) درباره تولید گاز آرگون و تولید کننده گاز آرگون، اطلاعات فنی ارائه می کند تا کیفیت محصول، خلوص، بسته بندی و تامین صحیح بهتر بررسی شود.

مراحل تولید گاز آرگون

مراحل تولید گاز آرگون کدامند. وقتی صحبت از مراحل تولید گاز آرگون می شود، منظور مجموعه عملیاتی است که از ورود هوای محیط به کارخانه شروع شده و تا آماده سازی محصول نهایی برای مصرف ادامه پیدا می کند. مهم ترین نکته این است که آرگون در تولید صنعتی اغلب از یک ماده اولیه دیگر ساخته نمی شود، بلکه از هوای موجود در اتمسفر بازیابی می شود. به همین دلیل کارخانه تولید آرگون در اصل یک واحد جداسازی و خالص سازی است. طراحی چنین واحدی باید به شکلی انجام شود که علاوه بر آرگون، سایر اجزای مهم هوا نیز بتوانند به صورت اقتصادی بازیابی شوند. مرحله نخست دریافت هوای محیط است. هوا پیش از ورود به کمپرسور باید از ذرات جامد، گردوغبار و برخی آلاینده های محیطی پاک شود. فیلترهای ورودی در این بخش اهمیت دارند، زیرا ورود ذرات می تواند باعث فرسایش یا آلودگی تجهیزات پایین دست شود. کیفیت هوای ورودی به موقعیت کارخانه، شرایط آب وهوایی و نزدیکی به منابع آلاینده نیز وابسته است. پس از فیلتراسیون، هوا وارد کمپرسور می شود. فشرده سازی باعث افزایش فشار و همچنین افزایش دمای هوا می شود. به همین دلیل بعد از مراحل فشرده سازی، سیستم های خنک کننده و جداکننده های مناسب برای کاهش دما و مدیریت بخار آب به کار گرفته می شوند. این مرحله از نظر مصرف انرژی اهمیت بالایی دارد، زیرا کمپرسور یکی از مصرف کنندگان اصلی انرژی در واحد جداسازی هوا محسوب می شود. پس از فشرده سازی، هوای فشرده باید وارد واحد تصفیه شود. رطوبت و دی اکسیدکربن از مهم ترین موادی هستند که باید قبل از ورود جریان به بخش برودتی حذف شوند. دلیل این موضوع به دمای بسیار پایین بخش سرد مربوط است. اگر این مواد به مقدار قابل توجه وارد بخش برودتی شوند، می توانند منجمد شوند و مسیرهای جریان یا سطوح انتقال حرارت را مسدود کنند. سیستم های جذب سطحی اغلب برای حذف آب و دی اکسیدکربن به کار می روند. این سیستم ها از موادی استفاده می کنند که توانایی جذب انتخابی ناخالصی ها را دارند. واحدهای جذب اغلب به صورت چرخه ای کار می کنند، در حالی که یک بستر در حال تصفیه هواست، بستر دیگر می تواند وارد مرحله احیا شود. این ساختار اجازه می دهد جریان تصفیه هوا به صورت پیوسته ادامه پیدا کند. پس از پیش تصفیه، هوا وارد بخش سرد می شود. این قسمت از کارخانه از مبدل های حرارتی و تجهیزات انبساطی تشکیل شده است. هدف آن پایین آوردن دمای هوا تا محدوده ای است که امکان مایع شدن و ورود به ستون های تقطیر فراهم شود. طراحی مبدل های حرارتی در این بخش اهمیت بسیار زیادی دارد، زیرا باید انرژی سرمایی را با حداقل اتلاف میان جریان های مختلف منتقل کنند. در یک واحد بزرگ، جریان های خروجی سرد می توانند سرمای خود را به جریان های ورودی گرم تر منتقل کنند. این بازیابی انرژی یکی از اصول مهم طراحی واحدهای جداسازی هواست. اگر سرمای تولیدشده بدون بازیابی از سیستم خارج شود، مصرف انرژی کارخانه افزایش پیدا می کند. بنابراین طراحی حرارتی بخش سرد تاثیر مستقیم بر اقتصاد تولید دارد. وقتی هوا وارد محدوده دمایی مناسب شد، فرایند تقطیر جزءبه جزء آغاز می شود. ستون های تقطیر طوری طراحی شده اند که اجزای مختلف هوا بر اساس اختلاف نقطه جوش و فراریت نسبی از یکدیگر جدا شوند. نیتروژن، اکسیژن و آرگون رفتار متفاوتی در این ستون ها دارند و همین اختلاف اساس جداسازی را تشکیل می دهد. آرگون از نظر نقطه جوش میان نیتروژن و اکسیژن قرار دارد. همین ویژگی باعث می شود جریان حاوی آرگون در ناحیه مشخصی از فرایند تشکیل شود. اما این جریان اغلب آرگون کاملا خالص نیست و ممکن است مقدار قابل توجهی اکسیژن و نیتروژن داشته باشد. بنابراین مرحله دیگری برای خالص سازی لازم است. در بسیاری از واحدهای صنعتی، جریان آرگون خام از ستون اصلی گرفته شده و وارد ستون های اختصاصی آرگون می شود. این ستون ها برای افزایش غلظت آرگون و کاهش ناخالصی های همراه طراحی شده اند. بسته به طراحی کارخانه، بخشی از عملیات می تواند به صورت ترکیبی از تقطیر و فرایندهای تکمیلی انجام شود. اگر بخواهیم روش های تولید گاز آرگون را از نظر صنعتی بررسی کنیم، باید بدانیم که روش برودتی تنها یک عملیات منفرد نیست، بلکه مجموعه ای از فناوری هاست. پیش تصفیه، سرمایش، تقطیر، بازیابی و خالص سازی در کنار هم قرار می گیرند. در مقیاس های بسیار بزرگ، این ساختار بهترین راه برای دستیابی به حجم زیاد آرگون با کیفیت پایدار محسوب می شود. در این میان، تولیدی گاز آرگون که از یک کارخانه جداسازی هوا حاصل می شود، می تواند در حالت های مختلف تحویل داده شود. آزمایشگاه گاز (gas lab) مراحل تولید گاز آرگون و خط تولید گاز آرگون را از دیدگاه کیفیت، خلوص، تجهیزات و کاربردهای صنعتی بررسی می کند تا انتخاب فناوری مناسب آسان تر شود. تا انتهای این مقاله خواهید دانست گاز آرگون به چه روش هایی تولید می شود. گاز آرگون چگونه تولید می شود در نهایت به دلیل اختلاف خواص فیزیکی اجزای هوا پاسخ داده می شود. هیچ واکنش شیمیایی ساده ای برای تبدیل مستقیم هوا به آرگون وجود ندارد، بلکه اجزای موجود در هوا از طریق فرایندهای فیزیکی از یکدیگر جدا می شوند. همین ویژگی آرگون را به محصولی مناسب برای بازیابی از واحدهای جداسازی هوا تبدیل کرده است. تولید گاز آرگون از نظر محیط زیستی نیز نسبت به بسیاری از فرایندهای شیمیایی یک ویژگی مهم دارد، ماده اولیه اصلی آن هوای محیط است. با این حال، مصرف انرژی کارخانه قابل توجه است و به همین دلیل بهینه سازی مصرف برق و کاهش اتلاف انرژی اهمیت دارد. در انتخاب محل احداث کارخانه نیز دسترسی به برق، زیرساخت صنعتی، آب خنک کن، مسیرهای حمل ونقل و بازار مصرف اهمیت دارد. اگر مشتریان اصلی در فاصله زیادی از کارخانه قرار داشته باشند، هزینه حمل می تواند بخش قابل توجهی از قیمت نهایی را تشکیل دهد. برای آرگون مایع، امکان حمل با تجهیزات کرایوژنیک نیز باید بررسی شود. در پروژه های بزرگ، ممکن است کارخانه جداسازی هوا در مجاورت مصرف کننده اصلی احداث شود. برای مثال، مجموعه های فولادی بزرگ می توانند واحد تولید گازهای صنعتی را نزدیک محل مصرف قرار دهند. این کار هزینه انتقال و وابستگی به تامین کنندگان بیرونی را کاهش می دهد. از طرف دیگر، برای مصرف کنندگان کوچک تر، احداث کارخانه مستقل اقتصادی نیست. در این حالت، تهیه گاز آرگون از شبکه تامین کنندگان بهترین گزینه است. مشتری می تواند بر اساس میزان مصرف، آرگون را در سیلندر یا به شکل مایع سفارش دهد. موضوع دیگری که باید مورد توجه قرار گیرد، انتخاب حجم مناسب بسته بندی است. مصرف کننده ای که روزانه مقدار کمی گاز استفاده می کند، ممکن است با سیلندرهای استاندارد نیاز خود را تامین کند. اما مصرف کننده صنعتی بزرگ با مصرف پیوسته بهتر است به سمت مخزن یا تامین مایع برود. در یک خط تولید گاز آرگون حرفه ای، این تفاوت های بازار از ابتدا در طراحی ظرفیت ذخیره و بسته بندی در نظر گرفته می شوند. واحد پرکنی سیلندر، مخازن محصول و تجهیزات تبخیر باید بتوانند پاسخگوی الگوی مصرف مشتریان باشند. از منظر ایمنی، کارکنان باید بدانند آرگون اگرچه گاز نجیب و غیرقابل اشتعال است، اما در فضای بسته می تواند اکسیژن را جابه جا کند. به همین دلیل تهویه مناسب در محل ذخیره و مصرف ضروری است. استفاده از آشکارسازهای اکسیژن در محیط های خاص نیز می تواند بخشی از برنامه ایمنی باشد. در مورد آرگون مایع، خطر اصلی علاوه بر کمبود اکسیژن، دمای بسیار پایین محصول است. تماس مستقیم می تواند آسیب سرمایی ایجاد کند. تجهیزات انتقال باید برای شرایط کرایوژنیک طراحی شده باشند و کارکنان از تجهیزات حفاظت فردی مناسب استفاده کنند. بنابراین دستگاه تولید، کارخانه، مخزن و سیلندر همگی باید بخشی از یک سیستم ایمنی واحد باشند. استفاده از محصولی با کیفیت بالا زمانی ارزشمند است که تمام مراحل انتقال و مصرف نیز به شکل صحیح انجام شوند. در نهایت، گاز آرگون به چه روش هایی تولید می شود را می توان با یک پاسخ اصلی توضیح داد، در مقیاس صنعتی، آرگون عمدتا از طریق جداسازی هوای مایع و تقطیر جزءبه جزء به دست می آید و سپس در صورت نیاز خالص سازی می شود. فناوری های تکمیلی ممکن است بسته به مشخصات محصول به این زنجیره اضافه شوند. همه چیز درباره تولید گاز آرگون زمانی کامل می شود که تولید، خالص سازی، کنترل کیفیت، ذخیره سازی، توزیع و مصرف را در یک زنجیره ببینیم. هر بخش روی کیفیت و هزینه بخش بعدی تاثیر دارد. بنابراین تولیدکننده موفق کسی نیست که فقط بتواند آرگون استخراج کند، بلکه باید بتواند محصولی پایدار، قابل ردیابی و مناسب نیاز مشتری ارائه دهد. در نهایت، شناخت دقیق فرایند تولید به خریدار کمک می کند هنگام انتخاب تامین کننده تصمیم بهتری بگیرد. اگر مشتری بداند آرگون چگونه از هوا جدا می شود و چه مراحلی را پشت سر می گذارد، بهتر می تواند اهمیت خلوص، گرید، بسته بندی، گواهی آنالیز و روش تحویل را درک کند. تولید آرگون زمانی ارزش صنعتی پیدا می کند که بتوان محصولی با کیفیت ثابت و قابل اعتماد به مصرف کننده ارائه کرد. در یک کارخانه حرفه ای، تولید فقط به رسیدن به درصد مشخصی از آرگون محدود نمی شود، بلکه پایداری فرایند، کنترل ناخالصی ها، قابلیت ردیابی محصول و امکان تحویل مستمر نیز اهمیت دارند. این مسئله به خصوص در صنایعی که گاز آرگون مستقیما در فرایند تولید مصرف می شود، اهمیت بیشتری دارد. اگر کیفیت گاز در طول زمان تغییر کند، ممکن است کیفیت محصول نهایی مصرف کننده نیز تحت تاثیر قرار گیرد. یکی از مهم ترین معیارهای انتخاب آرگون، گرید محصول است. آرگون صنعتی، آرگون با خلوص بالا و گریدهای ویژه آزمایشگاهی ممکن است مشخصات متفاوتی داشته باشند. بنابراین عبارت آرگون خالص به تنهایی اطلاعات کافی درباره محصول ارائه نمی کند. درصد خلوص باید همراه با محدودیت ناخالصی های مهم بررسی شود. در بعضی کاربردها حتی مقدار بسیار کم اکسیژن یا رطوبت می تواند اهمیت داشته باشد. رطوبت از جمله ناخالصی هایی است که در بسیاری از کاربردهای گازهای تخصصی مورد توجه قرار می گیرد. وجود آب در یک فرایند حساس می تواند باعث تغییر رفتار مواد یا ایجاد مشکلاتی در تجهیزات شود. به همین دلیل کارخانه های تولیدکننده آرگون باید از ابتدا تا انتهای فرایند، ورود رطوبت را کنترل کنند. این کنترل فقط در مرحله تولید انجام نمی شود و باید در ذخیره سازی و انتقال نیز ادامه پیدا کند. سیلندرهای آرگون نیز باید شرایط مناسب داشته باشند. بدنه سیلندر، شیر، وضعیت بازرسی و روش پرکنی همگی در ایمنی و کیفیت تحویل مؤثرند. سیلندری که برای یک گاز دیگر استفاده شده یا در شرایط نامناسب نگهداری شده باشد، ممکن است نیازمند آماده سازی و بررسی پیش از استفاده مجدد باشد. در مقیاس بزرگ تر، مخازن کرایوژنیک برای آرگون مایع استفاده می شوند. این مخازن با ساختار عایق شده طراحی شده اند تا ورود گرما به مایع کاهش پیدا کند. با وجود عایق کاری، مقدار مشخصی تبخیر طبیعی ممکن است رخ دهد و سیستم باید برای مدیریت آن طراحی شده باشد. مخازن دارای تجهیزات ایمنی و کنترل فشار هستند تا شرایط داخلی در محدوده مناسب باقی بماند. در زمان انتقال آرگون مایع، رعایت الزامات ایمنی بسیار مهم است. دمای پایین این محصول باعث می شود تماس مستقیم با پوست یا تجهیزات نامناسب خطرناک باشد. همچنین تبخیر مایع حجم گاز زیادی ایجاد می کند و در محیط های بسته می تواند اکسیژن را کاهش دهد. بنابراین محل تخلیه و مصرف باید تهویه مناسبی داشته باشد. در صنایع فلزی، آرگون یکی از گازهای مهم برای ایجاد محیطی کم واکنش است. هنگام جوشکاری برخی فلزات، حضور اکسیژن و نیتروژن می تواند روی کیفیت اتصال اثر منفی بگذارد. آرگون به عنوان گاز محافظ اطراف منطقه جوش قرار می گیرد و از تماس مستقیم محیط با فلز داغ جلوگیری می کند. این کاربرد یکی از دلایل اصلی تقاضای گسترده برای آرگون صنعتی است. در تولید فولاد نیز آرگون می تواند برای فرایندهای خاص متالورژیکی استفاده شود. گاز از طریق تجهیزات مناسب وارد مذاب می شود و به ایجاد شرایط مناسب برای برخی عملیات تصفیه یا اختلاط کمک می کند. نوع کاربرد و مقدار مصرف به فرایند کارخانه وابسته است و نمی توان یک الگوی ثابت برای تمام واحدهای فولادسازی تعیین کرد. در تولید آلومینیوم و برخی فلزات دیگر نیز محیط کنترل شده گازی اهمیت دارد. آرگون به دلیل واکنش پذیری پایین می تواند در فرایندهایی استفاده شود که حضور گازهای فعال نامطلوب است. در اینجا کیفیت آرگون اهمیت زیادی پیدا می کند، زیرا ورود ناخالصی ها می تواند اثر گاز محافظ را کاهش دهد. در صنایع الکترونیکی، نیمه رساناها و برخی فرایندهای دقیق نیز گازهای با خلوص بالا مورد استفاده قرار می گیرند. در چنین کاربردهایی، مشخصات ناخالصی ها باید بسیار دقیق تر از کاربردهای عمومی بررسی شود. تولیدکننده باید بتواند کیفیت محصول را با اسناد آزمایشگاهی معتبر اثبات کند. این موضوع دوباره اهمیت گاز آرگون چگونه تولید می شود را نشان می دهد. محصول نهایی تنها نتیجه جداسازی آرگون از هوا نیست، بلکه نتیجه یک زنجیره کنترل کیفیت است. اگر در یکی از مراحل آب یا ناخالصی وارد محصول شود، ممکن است گاز نهایی برای کاربرد حساس مناسب نباشد. از دیدگاه اقتصادی، قیمت محصول نیز به گرید، حجم خرید، شکل تحویل و هزینه حمل وابسته است. آرگون مایع اغلب برای مصرف کنندگان بزرگ مناسب تر است، در حالی که سیلندرهای گاز برای مصرف های محدود و پراکنده کاربرد بیشتری دارند. در نتیجه مقایسه قیمت باید بر اساس واحد مصرف واقعی انجام شود، نه فقط قیمت یک سیلندر یا یک واحد جرم. اگر مصرف کننده نزدیک کارخانه و دارای مصرف بالا باشد، آرگون مایع می تواند با تانکر یا شبکه اختصاصی منتقل شود. برای مصرف کننده های کوچک تر، گاز آرگون اغلب پس از تبخیر یا تامین مستقیم گازی در سیلندرها و بسته های تحت فشار تحویل داده می شود. پرسش گاز آرگون به چه روش هایی تولید می شود در واقع به ظرفیت و فناوری مورد استفاده نیز وابسته است. برای تولید انبوه، جداسازی برودتی اهمیت اصلی را دارد. در برخی کاربردهای خاص ممکن است سیستم های خالص سازی تکمیلی بعد از تولید آرگون خام استفاده شوند. هدف همه این روش ها رسیدن به مشخصات محصول موردنیاز است، نه صرفا افزایش درصد آرگون در یک جریان گازی. همه چیز درباره تولید گاز آرگون زمانی کامل می شود که موضوع کنترل کیفیت نیز در نظر گرفته شود. بعد از تولید، نمونه ای از محصول باید بررسی شود تا خلوص و ناخالصی های آن مشخص گردد. نوع آزمون به گرید محصول و کاربرد آن بستگی دارد. برای مصارف حساس، کنترل ناخالصی هایی مانند اکسیژن، نیتروژن، رطوبت و برخی ترکیبات دیگر می تواند اهمیت زیادی داشته باشد. در این مرحله، نقش آزمایشگاه کارخانه بسیار پررنگ است. اگر محصول قرار باشد با یک مشخصات تجاری مشخص عرضه شود، نتایج آنالیز باید با همان مشخصات تطبیق داده شوند. تولیدکننده می تواند بر اساس داده های آزمایشگاهی تصمیم بگیرد که یک جریان به عنوان محصول نهایی آزاد شود یا نیاز به خالص سازی بیشتری داشته باشد. گاز آرگون چگونه تولید می شود از دیدگاه کنترل فرایند نیز سؤال مهمی است. سنسورها و ابزارهای اندازه گیری در بخش های مختلف کارخانه فشار، دما، جریان و ترکیب گازها را پایش می کنند. سیستم کنترل مرکزی از این اطلاعات برای حفظ شرایط پایدار استفاده می کند. در واحدهای مدرن، کنترل خودکار بخش بزرگی از عملیات را مدیریت می کند، اما حضور کارشناسان برای تحلیل وضعیت و تصمیم گیری همچنان ضروری است. تولید کننده گاز آرگون باید علاوه بر تجهیزات تولید، توانایی کنترل کیفیت و مدیریت زنجیره تامین را نیز داشته باشد. محصولی که در کارخانه تولید می شود باید در شرایط مناسب ذخیره و منتقل شود. برای آرگون مایع، مخازن کرایوژنیک مورد استفاده قرار می گیرند و برای آرگون گازی، سیلندرها یا سیستم های توزیع مناسب مورد نیاز هستند. در تهیه گاز آرگون، حالت فیزیکی محصول اهمیت زیادی دارد. آرگون مایع در دمای بسیار پایین نگهداری می شود و برای انتقال و مصرف نیازمند تجهیزات مخصوص است. گاز آرگون فشرده شرایط متفاوتی دارد و باید در سیلندرهای دارای مشخصات مناسب ذخیره شود. بنابراین مصرف کننده باید پیش از سفارش مشخص کند که چه نوع تحویلی برای فرایند او مناسب تر است. خط تولید گاز آرگون اغلب به گونه ای طراحی می شود که امکان تولید محصولات جانبی یا هم زمان نیز وجود داشته باشد. این مسئله مزیت بزرگی برای کارخانه های بزرگ است. اگر تنها آرگون هدف فرایند بود، هزینه جداسازی آن از هوا ممکن بود بسیار بالا باشد. اما وقتی اکسیژن و نیتروژن نیز به عنوان محصولات تجاری تولید می شوند، اقتصاد واحد جداسازی به شکل قابل توجهی بهتر می شود. پرسش گاز آرگون چگونه تهیه می شود برای یک خریدار اغلب به این موضوع ختم می شود که محصول از کجا و با چه مشخصاتی خریداری شود. مصرف کننده لازم نیست تمام تجهیزات تولید را در اختیار داشته باشد، می تواند از تولیدکنندگان تخصصی، توزیع کنندگان گازهای صنعتی یا مراکز تامین معتبر محصول موردنظر را تهیه کند. البته انتخاب تامین کننده باید بر اساس خلوص، گرید، حجم و اسناد کیفی انجام شود. تولید گاز آرگون در صنعت با مصرف کنندگان مختلفی ارتباط دارد. صنعت جوشکاری یکی از شناخته شده ترین حوزه های مصرف است، زیرا آرگون می تواند محیطی خنثی در اطراف محل جوش ایجاد کند. در صنایع فلزی، تولید فولاد و آلومینیوم، عملیات حرارتی، تولید برخی مواد شیمیایی و فرایندهای حساس نیز از آرگون استفاده می شود. همین تنوع مصرف باعث شده مشخصات محصول در بازار بر اساس نیاز مشتری دسته بندی شود. در نحوه تولید گاز آرگون، بخش بازیابی آرگون از جریان های برودتی اهمیت ویژه ای دارد. اگر طراحی ستون ها بهینه نباشد، مقدار زیادی آرگون همراه جریان های دیگر خارج می شود و راندمان کاهش پیدا می کند. بنابراین طراحی صحیح محل برداشت جریان آرگون خام و تنظیم دقیق ستون های اختصاصی می تواند روی میزان محصول نهایی تاثیر زیادی داشته باشد. طریقه تولید گاز آرگون همچنین با مدیریت فشار ارتباط دارد. ستون های تقطیر در فشارها و شرایط مشخص طراحی شده اند و تغییر شرایط آنها می تواند تعادل بخار و مایع را تغییر دهد. به همین دلیل فشار، دما و نسبت جریان ها به شکل مداوم کنترل می شوند. جزئیات عددی این شرایط به طراحی هر کارخانه وابسته است و نمی توان یک مقدار ثابت را برای همه واحدها تعیین کرد. طرز تولید گاز آرگون در یک کارخانه مدرن بیشتر از آنکه یک عملیات دستی باشد، یک فرایند کاملا کنترل شده و خودکار است. اپراتورها داده های مربوط به تجهیزات را از سیستم کنترل دریافت می کنند و در صورت مشاهده انحراف، اقدامات اصلاحی انجام می دهند. این ساختار کمک می کند کیفیت محصول در طول زمان ثابت بماند. روش تولید گاز آرگون در نهایت به دو مفهوم اساسی متکی است، سرمایش عمیق و جداسازی بر اساس تفاوت خواص فیزیکی. بدون ایجاد شرایط برودتی مناسب، تقطیر جزءبه جزء هوای مایع امکان پذیر نخواهد بود. از طرف دیگر، بدون طراحی صحیح ستون ها و مبدل ها، دستیابی به محصول با خلوص بالا دشوار می شود. شیوه تولید گاز آرگون همچنین باید از نظر مصرف انرژی بررسی شود. کمپرسورها، تجهیزات سرمایشی و سیستم های برودتی مصرف کنندگان اصلی انرژی هستند. کارخانه های بزرگ برای کاهش مصرف ویژه انرژی از بازیابی سرمایش، بهینه سازی فشارها و طراحی مناسب مبدل ها استفاده می کنند. هر مقدار کاهش مصرف انرژی در ظرفیت های بالا می تواند تاثیر اقتصادی چشمگیری داشته باشد. در بررسی چگونگی تولید گاز آرگون باید مسئله نگهداری تجهیزات نیز در نظر گرفته شود. تجهیزات برودتی به دلیل کار در دماهای بسیار پایین و اختلاف دمای زیاد، نیازمند طراحی و تعمیرات تخصصی هستند. عایق کاری مناسب، کنترل نشتی و سلامت شیرها و اتصالات از عوامل مهم پایداری سیستم هستند. گاهی مشتری برای شناخت بهتر فرایند به دنبال فیلم تولید گاز آرگون است. ویدئوهای صنعتی می توانند عملکرد کلی کمپرسورها، ستون ها و مخازن را نشان دهند، اما مهم است که بین نمایش بصری فرایند و دستورالعمل عملیاتی تفاوت گذاشته شود. عملیات واقعی کارخانه بر اساس طراحی مهندسی، دستورالعمل سازنده تجهیزات و مقررات ایمنی انجام می شود. در کنار فیلم، عکس تولید گاز آرگون نیز می تواند برای شناخت تجهیزات مفید باشد. تصاویر ستون های تقطیر، کمپرسورها، مخازن کرایوژنیک و خطوط انتقال به خواننده کمک می کنند ساختار کارخانه را بهتر تصور کند. با این حال، عکس ها اغلب اطلاعاتی درباره جریان های داخلی و شرایط فرایند ارائه نمی دهند. یکی از بخش های مهم مراحل تولید گاز آرگون مرحله ذخیره سازی است. آرگون گازی را می توان در سیلندرهای مناسب نگهداری کرد، در حالی که آرگون مایع به مخازن عایق شده مخصوص نیاز دارد. انتخاب مخزن باید با توجه به دمای بسیار پایین آرگون مایع انجام شود. تجهیزات تبخیر نیز برای تبدیل آرگون مایع به گاز در محل مصرف کاربرد دارند. گاز آرگون چگونه تولید می شود در نهایت پاسخ خود را از مسیر هوای محیط تا محصول تجاری پیدا می کند. هوای فیلترشده فشرده می شود، ناخالصی های حساس حذف می شوند، جریان سرد می شود، اجزای هوا از یکدیگر جدا می شوند و آرگون در یک مسیر اختصاصی بازیابی و خالص می شود. تولید گاز آرگون زمانی اقتصادی تر است که تمام محصولات واحد جداسازی به شکل مناسبی مدیریت شوند. اکسیژن و نیتروژن نیز بازارهای بزرگی دارند و همین موضوع باعث می شود کارخانه بتواند هزینه های مشترک خود را میان چند محصول توزیع کند. این مدل اقتصادی یکی از دلایل اصلی توسعه واحدهای بزرگ جداسازی هوا در صنایع مختلف است. آزمایشگاه گاز (gas lab) درباره گاز آرگون چگونه تهیه می شود و تهیه گاز آرگون، نکات مهم مربوط به ذخیره سازی، گرید، حمل و کنترل کیفیت محصول را ارائه می دهد.

کارخانه تولید گاز آرگون

کارخانه تولید گاز آرگون چگونه عمل می کند. کارخانه تولید گاز آرگون در مقیاس صنعتی اغلب یک واحد مستقل و ساده نیست، بلکه بخشی از یک مجتمع جداسازی هوا محسوب می شود. دلیل این ساختار آن است که آرگون تنها یکی از اجزای هوای اتمسفر است و جداسازی اقتصادی آن زمانی توجیه بیشتری پیدا می کند که اکسیژن و نیتروژن نیز هم زمان تولید شوند. بنابراین وقتی درباره کارخانه تولید آرگون صحبت می کنیم، در بسیاری از موارد با مجموعه ای روبه رو هستیم که چند محصول گازی و مایع را از یک خوراک مشترک تولید می کند. ساختار کارخانه از بخش دریافت هوا آغاز می شود. هوای محیط توسط تجهیزات مکش وارد سیستم شده و از فیلترهای اولیه عبور می کند. ظرفیت این بخش باید متناسب با ظرفیت کلی واحد باشد. اگر کارخانه نیازمند تولید مقدار زیادی اکسیژن، نیتروژن و آرگون باشد، حجم هوای ورودی نیز بسیار زیاد خواهد بود. در نتیجه طراحی فیلترها، کانال ها و تجهیزات مکش باید با دقت انجام شود. پس از دریافت هوا، کمپرسورهای اصلی وظیفه افزایش فشار را بر عهده دارند. کمپرسور یکی از مهم ترین تجهیزات کارخانه است و عملکرد آن مستقیما روی ظرفیت کل واحد تاثیر می گذارد. افزایش فشار هوا علاوه بر آماده سازی جریان برای مراحل بعدی، باعث افزایش دما نیز می شود و بنابراین سیستم های خنک کاری در کنار کمپرسور قرار می گیرند. در کارخانه های بزرگ، موضوع قابلیت اطمینان تجهیزات اهمیت زیادی دارد. توقف کمپرسور اصلی می تواند تولید چند محصول را هم زمان متوقف کند. به همین دلیل برنامه تعمیرات پیشگیرانه، پایش ارتعاش، کنترل دما و فشار روغن و بررسی وضعیت مکانیکی کمپرسورها از بخش های مهم مدیریت کارخانه است. بعد از کمپرسور، واحد تصفیه هوا قرار می گیرد. این بخش وظیفه حذف رطوبت و دی اکسیدکربن را دارد. اگر مواد مزاحم وارد قسمت برودتی شوند، احتمال تشکیل رسوبات جامد و گرفتگی افزایش پیدا می کند. به همین دلیل واحد تصفیه در طراحی خط تولید گاز آرگون اهمیت بسیار زیادی دارد. سیستم های جذب اغلب دارای چند بستر هستند که به صورت متناوب در سرویس و احیا قرار می گیرند. این ساختار اجازه می دهد هوای تصفیه شده به صورت پیوسته به بخش بعدی منتقل شود. مواد جاذب پس از مدتی ظرفیت خود را از دست می دهند و باید با یک چرخه احیا دوباره آماده شوند. کنترل زمان بندی این چرخه ها از طریق سیستم کنترل کارخانه انجام می شود. پس از تصفیه، هوای خشک و پاک وارد بخش سرد می شود. این قسمت را می توان قلب فرایند جداسازی دانست، زیرا هوای فشرده باید تا دماهای بسیار پایین سرد شود. مبدل های حرارتی اصلی در این بخش قرار دارند و جریان های سرد خروجی برای خنک کردن جریان های ورودی استفاده می شوند. توربو اکسپندرها نیز در بسیاری از واحدهای جداسازی هوا برای ایجاد سرمایش و تنظیم انرژی فرایند کاربرد دارند. گاز در اثر انبساط بخشی از انرژی خود را از دست داده و دمای آن کاهش پیدا می کند. طراحی و کنترل این تجهیزات تخصصی است و عملکرد آنها بر بازده کل واحد اثر می گذارد. در ادامه، جریان وارد ستون های تقطیر می شود. ستون ها اغلب در قالب سیستم فشار بالا و فشار پایین طراحی می شوند و ارتباط میان آنها باعث می شود اجزای هوا به تدریج از یکدیگر جدا شوند. نیتروژن، اکسیژن و آرگون در نقاط مختلف سیستم متمرکز می شوند و جریان های محصول یا میانی از محل های مشخص برداشت می گردند. آرگون به دلیل قرار گرفتن بین نیتروژن و اکسیژن از نظر نقطه جوش، مسیر جداسازی خاصی دارد. جریان آرگون خام اغلب از بخشی از سیستم تقطیر گرفته می شود و سپس وارد ستون ها یا تجهیزات خالص سازی اختصاصی می شود. هدف کاهش اکسیژن، نیتروژن و سایر ناخالصی ها و رسیدن به مشخصات محصول نهایی است. آزمایشگاه گاز (gas lab) در زمینه تولید کننده گاز آرگون و روش تولید گاز آرگون، معیارهای مهم انتخاب تامین کننده، گرید محصول و کیفیت فرایند را بررسی می کند. در ادامه با ما باشید. نحوه تولید گاز آرگون از این نظر یک فرایند ثابت و بدون تغییر نیست، بلکه باید دائما بر اساس داده های واقعی کارخانه کنترل شود. کیفیت هوای ورودی، دمای محیط، بار تولید، شرایط تجهیزات و میزان تقاضای محصولات می توانند بر عملکرد اثر بگذارند. در واحدهای پیشرفته، سیستم های کنترل فرایند می توانند تغییرات را پیش از ایجاد مشکل جدی شناسایی کنند. اگر دما یا فشار یک بخش از محدوده مورد انتظار خارج شود، هشدار صادر می شود و اپراتور می تواند وضعیت را بررسی کند. این سیستم ها باعث افزایش ایمنی و کاهش توقف تولید می شوند. طریقه تولید گاز آرگون همچنین به شرایط محیطی کارخانه وابسته است. در مناطق گرم، سیستم های خنک کاری باید توان بیشتری برای دفع گرمای کمپرسورها داشته باشند. در مناطق سرد، شرایط متفاوتی در تجهیزات آب خنک کن و سامانه های جانبی ایجاد می شود. طراحی کارخانه باید با اقلیم محل هماهنگ باشد. طرز تولید گاز آرگون از نظر فرایند بر اساس همان اصول اصلی جداسازی هوا باقی می ماند، اما فناوری تجهیزات می تواند تغییر کند. کارخانه های جدیدتر ممکن است از کمپرسورهای کارآمدتر، کنترل دیجیتال و سیستم های بازیابی انرژی بهتر استفاده کنند. روش تولید گاز آرگون همچنین می تواند بر اساس هدف پروژه متفاوت طراحی شود. کارخانه ای که هدف آن تولید هم زمان حجم زیادی اکسیژن و نیتروژن است، ممکن است آرگون را به عنوان محصول جانبی با ارزش بازیابی کند. در کارخانه ای که بازار آرگون اهمیت بیشتری دارد، ممکن است بخش خالص سازی و ذخیره سازی آرگون با ظرفیت بالاتری طراحی شود. شیوه تولید گاز آرگون باید در کنار برنامه نگهداری تجهیزات تعریف شود. هیچ کارخانه ای بدون تعمیرات دوره ای نمی تواند برای مدت طولانی با ظرفیت کامل کار کند. فیلترها، کمپرسورها، تجهیزات جذب، مبدل ها، شیرها و تجهیزات اندازه گیری همگی نیازمند بازرسی و سرویس هستند. در چگونگی تولید گاز آرگون مسئله آموزش نیروی انسانی نیز اهمیت دارد. کارکنان باید با خطرات تجهیزات برودتی، گازهای فشرده و سیستم های فرایندی آشنا باشند. همچنین باید بدانند در صورت بروز نشتی یا اختلال تجهیزات چه اقداماتی انجام دهند. برای معرفی فرایند به کارکنان جدید، فیلم تولید گاز آرگون می تواند ابزار آموزشی مناسبی باشد، به شرط آنکه در کنار آموزش رسمی و دستورالعمل های کارخانه استفاده شود. فیلم می تواند مسیر کلی جریان ها و ظاهر تجهیزات را نشان دهد و درک اولیه ای از فرایند ایجاد کند. عکس تولید گاز آرگون نیز می تواند برای شناسایی تجهیزات مفید باشد. کارکنان با دیدن تصاویر کمپرسورها، ستون ها، مخازن و تجهیزات پرکنی راحت تر می توانند اجزای مختلف را تشخیص دهند. با این حال، آموزش باید شامل عملکرد و خطرات هر تجهیز نیز باشد. مراحل تولید گاز آرگون در یک واحد استاندارد را می توان به صورت مفهومی چنین در نظر گرفت، دریافت هوا، فیلتراسیون، فشرده سازی، خنک سازی، حذف آب و دی اکسیدکربن، سرمایش عمیق، مایع سازی، تقطیر، بازیابی آرگون، خالص سازی، ذخیره و توزیع. این مراحل به صورت جدا از یکدیگر نیستند و هرکدام بخشی از یک چرخه پیوسته اند. اگر مشتری به آرگون با خلوص بالا نیاز داشته باشد، محصول باید قبل از بسته بندی تحت آزمایش های دقیق قرار گیرد. ممکن است یک کارخانه چند گرید مختلف عرضه کند و برای هرکدام مشخصات ناخالصی متفاوتی تعیین شده باشد. تهیه گاز آرگون از چنین کارخانه ای اغلب با ارائه مشخصات کاربردی آغاز می شود. مشتری باید مشخص کند که گاز برای جوشکاری، عملیات حرارتی، تولید فلز، تجهیزات آزمایشگاهی یا کاربرد دیگری استفاده می شود. این اطلاعات به تامین کننده کمک می کند محصول مناسب را پیشنهاد دهد. در تولید گاز آرگون در صنعت، فاصله میان کارخانه و مصرف کننده نیز اهمیت دارد. برای مشتریان بزرگ، ممکن است گاز از طریق خطوط لوله یا تحویل مایع تامین شود. برای مشتریان کوچک تر، سیلندرها گزینه رایج تری هستند. انتخاب روش توزیع روی هزینه، ایمنی و پایداری تامین اثر می گذارد. کارخانه هایی که آرگون مایع تولید می کنند، به مخازن کرایوژنیک نیاز دارند. این مخازن باید بتوانند دمای بسیار پایین مایع را حفظ کنند و تبخیر ناخواسته را کاهش دهند. طراحی عایق، سیستم های ایمنی، شیرها و تجهیزات تخلیه در این بخش اهمیت زیادی دارد. اگر آرگون به صورت گاز فشرده تحویل شود، واحد پرکنی سیلندر نیز بخشی از زنجیره کارخانه یا مرکز توزیع خواهد بود. سیلندرها باید پیش از پر شدن از نظر سلامت و وضعیت بازرسی بررسی شوند. پس از پر شدن نیز وزن یا شرایط تحویل باید کنترل شود تا محصول مطابق سفارش باشد. در کارخانه های حرفه ای، ردیابی محصول اهمیت زیادی دارد. هر بچ تولیدی می تواند دارای شناسه مشخص باشد و نتایج آزمون های آزمایشگاهی به همان شناسه متصل شوند. این سیستم در صورت بروز مشکل به کارخانه اجازه می دهد مسیر محصول را بررسی و در صورت لزوم اقدامات اصلاحی انجام دهد. نحوه تولید گاز آرگون در کارخانه به همین دلیل تنها مربوط به ستون های تقطیر نیست. سیستم کنترل، آزمایشگاه، تجهیزات انتقال، واحد ذخیره سازی و بخش بسته بندی نیز بخشی از زنجیره تولید هستند. حذف هرکدام از این بخش ها تصویر کاملی از تولید صنعتی ارائه نمی دهد. طریقه تولید گاز آرگون در یک کارخانه بزرگ اغلب به صورت پیوسته انجام می شود. تولید پیوسته به کارخانه اجازه می دهد شرایط عملیاتی پایدار بماند و محصولات با کیفیت یکنواخت تولید شوند. توقف و راه اندازی مجدد واحدهای برودتی نیز پیچیده است و به همین دلیل برنامه ریزی تعمیرات و توقف های سالانه اهمیت زیادی دارد. طرز تولید گاز آرگون در چنین کارخانه ای تحت تاثیر ظرفیت تولید قرار می گیرد. یک کارخانه کوچک ممکن است برای بازار منطقه ای طراحی شود، در حالی که یک واحد بزرگ می تواند محصولات را به چندین صنعت و حتی مناطق مختلف ارسال کند. ظرفیت تجهیزات و روش ذخیره سازی در این دو حالت بسیار متفاوت خواهد بود. روش تولید گاز آرگون از نظر اقتصادی زمانی موفق است که کارخانه بتواند انرژی مصرفی و میزان بازیابی محصول را بهینه کند. هر مقدار آرگون که همراه جریان های دیگر از دست برود، در واقع بخشی از ظرفیت اقتصادی کارخانه از بین رفته است. به همین دلیل مهندسان به طور مداوم عملکرد ستون های جداسازی و نقاط برداشت جریان را بررسی می کنند. شیوه تولید گاز آرگون همچنین با شرایط اقلیمی محل کارخانه ارتباط دارد. دمای محیط روی عملکرد برخی تجهیزات خنک کننده و سیستم های آب خنک کن اثر می گذارد. رطوبت و کیفیت هوای محیط نیز می تواند روی بار واحد تصفیه تاثیر داشته باشد. طراحی کارخانه باید شرایط محل احداث را در نظر بگیرد. در بررسی چگونگی تولید گاز آرگون از منظر کارخانه، مسئله ایمنی نیز بسیار مهم است. هوای مایع و محصولات کرایوژنیک می توانند خطرات ویژه ای ایجاد کنند. تماس مستقیم با مایعات بسیار سرد می تواند آسیب شدید به بافت ایجاد کند و بنابراین کارکنان باید آموزش و تجهیزات حفاظت مناسب داشته باشند. همچنین اکسیژن غنی شده می تواند شرایط احتراق مواد را تغییر دهد و به همین دلیل مدیریت جریان های اکسیژن و مواد قابل اشتعال در کارخانه اهمیت دارد. هر قسمت از واحد باید بر اساس خطرات مخصوص خود طراحی و بهره برداری شود. سیستم های تهویه، آشکارسازها، شیرهای ایمنی و دستورالعمل های اضطراری در این ساختار نقش دارند. در کنار بخش تولید، آزمایشگاه کارخانه مسئول کنترل کیفیت محصولات است. دستگاه های آنالیز می توانند ترکیب گاز را بررسی کنند و نتایج به واحد بهره برداری ارسال شوند. اگر مقدار یک ناخالصی از حد مشخص فراتر برود، محصول ممکن است برای خالص سازی مجدد فرستاده شود یا از چرخه محصول نهایی خارج گردد. فیلم تولید گاز آرگون اغلب تصویری از چنین کارخانه ای را نشان می دهد که شامل کمپرسورهای بزرگ، ستون های تقطیر، مبدل های حرارتی، خطوط انتقال و مخازن است. اما بخش زیادی از فرایند واقعی در داخل تجهیزات اتفاق می افتد و با چشم قابل مشاهده نیست. به همین دلیل نقشه های فرایندی و نمودارهای مهندسی در کنار تصاویر برای درک دقیق تر لازم هستند. عکس تولید گاز آرگون نیز بیشتر برای آشنایی با ظاهر تجهیزات مناسب است. در تصاویر صنعتی می توان ستون های بلند تقطیر، کمپرسورهای متعدد و مخازن ذخیره را مشاهده کرد. این تجهیزات به دلیل نیاز به عایق کاری و کنترل دما، ساختار متفاوتی نسبت به بسیاری از کارخانه های شیمیایی دارند. اگر بخواهیم گاز آرگون چگونه تهیه می شود را از دیدگاه کارخانه بررسی کنیم، مسیر از تولید تا توزیع اهمیت پیدا می کند. محصول پس از آزمایش می تواند وارد مخزن ذخیره شود و سپس بر اساس سفارش مشتری به صورت مایع یا گاز عرضه گردد. مدیریت موجودی در این مرحله اهمیت زیادی دارد، زیرا تولید و مصرف همیشه دقیقا هم زمان نیستند. مراحل تولید گاز آرگون همچنین شامل عملیات نگهداری و تعمیرات است. تجهیزاتی که در دماهای بسیار پایین کار می کنند باید به طور دوره ای بررسی شوند. نشتی، خرابی عایق، مشکل در شیرها یا کاهش راندمان مبدل ها می تواند روی ظرفیت کارخانه اثر بگذارد. تعمیرات پیشگیرانه اغلب هزینه کمتری نسبت به توقف ناگهانی تولید دارد. گاز آرگون چگونه تولید می شود در کارخانه ای که طراحی مناسبی دارد، نتیجه هماهنگی میان ده ها تجهیز و سیستم کنترلی است. از یک طرف باید جریان هوا به اندازه کافی تامین شود و از طرف دیگر تجهیزات برودتی باید بتوانند این جریان را تا شرایط موردنیاز سرد کنند. سپس ستون های تقطیر باید محصولات را با کیفیت مشخص جدا کنند. تولید گاز آرگون در یک کارخانه همچنین به بازار مصرف وابسته است. اگر تقاضای آرگون مایع افزایش پیدا کند، کارخانه باید ظرفیت ذخیره سازی و تحویل خود را نیز متناسب با آن توسعه دهد. در مقابل، بازار سیلندرهای گاز نیازمند شبکه توزیع متفاوتی است. به همین دلیل طراحی کارخانه باید از ابتدا با مدل بازار هماهنگ باشد. از نظر اقتصادی، سرمایه گذاری اولیه در واحد جداسازی هوا بالاست. کمپرسورها، ستون ها، مبدل ها، تجهیزات برودتی، سیستم های کنترل و مخازن همگی هزینه قابل توجهی دارند. اما در ظرفیت مناسب، تولید هم زمان چند گاز می تواند اقتصاد پروژه را توجیه کند. عمر طولانی تجهیزات نیز باعث می شود هزینه سرمایه گذاری در دوره بهره برداری توزیع شود. کارخانه ای که قصد تولید آرگون با خلوص بسیار بالا دارد، باید سرمایه گذاری بیشتری در بخش خالص سازی و کنترل کیفیت انجام دهد. کیفیت محصول نهایی فقط با بزرگ تر کردن ستون ها افزایش پیدا نمی کند. کنترل دقیق ناخالصی ها، طراحی مناسب جریان ها و تجهیزات تحلیلی دقیق لازم است. از سوی دیگر، مصرف انرژی یکی از مهم ترین هزینه های جاری کارخانه است. کمپرسورها و سیستم های برودتی انرژی زیادی مصرف می کنند. بهینه سازی مصرف برق و استفاده مناسب از بازیابی حرارت و سرمایش می تواند هزینه تولید را کاهش دهد. این موضوع در بازار رقابتی گازهای صنعتی اهمیت زیادی دارد. در نتیجه، یک خط تولید گاز آرگون موفق فقط خطی نیست که آرگون تولید کند، بلکه باید بتواند محصول را با کیفیت ثابت، مصرف انرژی منطقی، ایمنی مناسب و قابلیت تامین مستمر تولید کند. مشتری صنعتی به محصولی نیاز دارد که هر بار مشخصات مشابهی داشته باشد و تامین آن متوقف نشود. آزمایشگاه گاز (gas lab) درباره کارخانه تولید گاز آرگون و خط تولید گاز آرگون، اطلاعات کاربردی درباره تجهیزات، کنترل کیفیت، ذخیره سازی و ساختار واحدهای صنعتی ارائه می کند.

دستگاه تولید گاز آرگون

دستگاه تولید گاز آرگون کدام است. عبارت دستگاه تولید گاز آرگون ممکن است این تصور را ایجاد کند که یک دستگاه واحد وجود دارد که هوا را دریافت کرده و مستقیما آرگون تحویل می دهد، اما در مقیاس صنعتی چنین برداشتی دقیق نیست. تولید آرگون اغلب حاصل عملکرد مجموعه ای از تجهیزات است که در کنار یکدیگر یک واحد جداسازی هوا را تشکیل می دهند. کمپرسور، سیستم تصفیه، مبدل حرارتی، تجهیزات انبساط، ستون تقطیر، واحد خالص سازی، کمپرسور محصول و سیستم ذخیره سازی هرکدام بخشی از این زنجیره هستند. اولین تجهیز مهم، سیستم دریافت و فیلتراسیون هواست. هوای محیط باید قبل از ورود به کمپرسور تا حد مناسبی از ذرات و آلودگی های معلق پاک شود. طراحی فیلتر به شرایط محیط و ظرفیت کارخانه بستگی دارد. در مناطقی که گردوغبار زیاد است، بار کاری سیستم فیلتراسیون بیشتر خواهد بود. پس از آن، کمپرسور اصلی قرار دارد. کمپرسور فشار هوا را افزایش می دهد تا جریان برای مراحل بعدی آماده شود. انتخاب کمپرسور بر اساس ظرفیت، فشار موردنیاز، مصرف انرژی و قابلیت اطمینان انجام می شود. در واحدهای بزرگ، کمپرسور یکی از مهم ترین دارایی های کارخانه است و برنامه نگهداری دقیق برای آن ضروری است. بعد از کمپرسور، خنک کننده های بین مرحله ای و جداکننده های رطوبت قرار می گیرند. این تجهیزات بخشی از گرمای ناشی از فشرده سازی را دفع می کنند. حذف بخشی از آب در این مرحله باعث کاهش بار واحد تصفیه نیز می شود. واحد جذب و تصفیه هوا یکی دیگر از اجزای مهم دستگاه تولید گاز آرگون در معنای مجموعه تجهیزات تولید است. این بخش رطوبت و دی اکسیدکربن را تا سطح موردنیاز کاهش می دهد. مواد جاذب در بسترهای مخصوص قرار دارند و با چرخه های سرویس و احیا کار می کنند. مبدل حرارتی اصلی در بخش سرد، نقش بسیار مهمی در کاهش دمای هوا دارد. جریان های سرد خروجی در مسیر برگشت، بخشی از سرمای خود را به جریان های گرم ورودی منتقل می کنند. این تبادل انرژی باعث می شود فرایند با مصرف انرژی کمتری انجام شود. تجهیزات انبساطی نیز برای ایجاد سرمایش مورد استفاده قرار می گیرند. در واحدهای بزرگ، توربو اکسپندر می تواند بخشی از انرژی جریان را به شکل کنترل شده کاهش دهد و دمای آن را پایین بیاورد. این تجهیزات از نظر مکانیکی دقیق هستند و نیازمند کنترل و نگهداری مناسب اند. پس از ایجاد شرایط برودتی، ستون های تقطیر وارد عمل می شوند. این ستون ها را می توان یکی از اصلی ترین تجهیزات فرایند دانست. طراحی داخلی ستون، سینی ها یا پکینگ ها، کندانسورها و ریبویلرها همگی بر عملکرد جداسازی اثر دارند. هدف این است که ترکیبات مختلف هوا در بخش های مناسب ستون متمرکز شوند. آرگون در جریان میانی فرایند جداسازی قرار می گیرد و برای بازیابی آن اغلب تجهیزات اختصاصی در نظر گرفته می شود. جریان آرگون خام پس از برداشت وارد واحد خالص سازی می شود. در این بخش ممکن است از تقطیر تکمیلی و روش های دیگر برای کاهش ناخالصی ها استفاده شود. آزمایشگاه گاز (gas lab) درباره مراحل تولید گاز آرگون و تولید گاز آرگون، اطلاعات کاربردی درباره انتخاب تجهیزات، ظرفیت، ذخیره سازی و کنترل فرایند ارائه می دهد. در ادامه با ما باشید. در زمان تهیه گاز آرگون بهتر است خریدار مشخص کند محصول برای چه فرایندی استفاده خواهد شد. این اطلاعات به فروشنده اجازه می دهد گرید مناسب را پیشنهاد کند. خرید محصول با خلوص بیش از نیاز ممکن است هزینه را افزایش دهد، در حالی که خرید محصول با مشخصات پایین تر از نیاز می تواند باعث مشکلات فرایندی شود. یک تولید کننده گاز آرگون حرفه ای اغلب علاوه بر فروش محصول، اطلاعات فنی مربوط به ذخیره سازی و استفاده را نیز ارائه می کند. این اطلاعات می تواند شامل شرایط کلی نگهداری، مشخصات سیلندر و اسناد کیفیت باشد. برای پروژه های صنعتی بزرگ، پشتیبانی فنی و تحویل منظم نیز از عوامل مهم انتخاب تامین کننده هستند. در بازار گازهای صنعتی، قابلیت تامین مستمر گاهی از قیمت اولیه مهم تر است. اگر یک کارخانه برای فرایند تولید خود به آرگون وابسته باشد، قطع ناگهانی تامین می تواند هزینه بالایی ایجاد کند. به همین دلیل قراردادهای تامین بلندمدت و ذخیره اضطراری در برخی صنایع اهمیت پیدا می کنند. تولید گاز آرگون در صنعت به دلیل همین وابستگی ها نیازمند برنامه ریزی دقیق است. تولیدکننده باید ظرفیت بازار را پیش بینی کند، تجهیزات را در شرایط مناسب نگه دارد و برای تعمیرات برنامه ریزی داشته باشد. همچنین باید برای شرایط اضطراری مانند خرابی کمپرسور یا توقف بخش برودتی راهکار جایگزین داشته باشد. در کارخانه های بزرگ، وجود سیستم های پشتیبان می تواند قابلیت اطمینان را افزایش دهد. این سیستم ها ممکن است شامل تجهیزات یدکی، ذخیره محصول، کمپرسورهای رزرو یا مسیرهای جایگزین باشند. سطح پشتیبان موردنیاز بر اساس اهمیت محصول و هزینه توقف تعیین می شود. یکی دیگر از موضوعات مهم، مصرف انرژی است. تولید آرگون به دلیل نیاز به سرمایش عمیق، نسبت به بسیاری از فرایندهای ساده جداسازی انرژی بیشتری مصرف می کند. بنابراین هر کارخانه ای که بتواند مصرف انرژی ویژه خود را کاهش دهد، از نظر اقتصادی مزیت پیدا خواهد کرد. بازیابی سرمایش یکی از راهکارهای اصلی است. جریان های خروجی سرد از واحد می توانند برای خنک کردن جریان های ورودی استفاده شوند. این تبادل حرارت باعث کاهش بار سیستم سرمایش می شود. طراحی مناسب مبدل ها و عایق کاری نیز نقش مهمی در کاهش اتلاف دارد. بهینه سازی کمپرسورها نیز اهمیت زیادی دارد. کمپرسوری که در شرایط مناسب کار کند انرژی کمتری نسبت به تجهیزی با عملکرد نامناسب مصرف می کند. پایش ارتعاش، وضعیت روغن، دمای یاتاقان ها و عملکرد کلی دستگاه می تواند به تشخیص زودهنگام مشکلات کمک کند. در بخش تقطیر نیز کنترل نسبت های جریان و شرایط عملیاتی اهمیت دارد. اگر شرایط از محدوده طراحی خارج شود، خلوص محصولات ممکن است تغییر کند. سیستم های کنترل مدرن با استفاده از اطلاعات حسگرها می توانند شرایط را به صورت پیوسته تنظیم کنند. اگر درباره روش های تولید گاز آرگون صحبت کنیم، باید تجهیزات را نیز در کنار روش ببینیم. روش برودتی بدون کمپرسور و سیستم سرمایش مناسب امکان اجرا ندارد. همچنین بدون ستون های تقطیر، جداسازی اقتصادی آرگون از اکسیژن و نیتروژن دشوار خواهد بود. بنابراین روش و دستگاه دو مفهوم جدا اما کاملا وابسته اند. تولیدی گاز آرگون در یک کارخانه بزرگ می تواند با ظرفیت های مختلف انجام شود. دستگاه ها باید بر اساس میزان هوای ورودی و مقدار محصول موردنیاز انتخاب شوند. اگر ظرفیت مورد انتظار افزایش پیدا کند، اندازه کمپرسورها، مبدل ها و ستون ها نیز تغییر خواهد کرد. برای کسی که می پرسد گاز آرگون به چه روش هایی تولید می شود، شناخت تجهیزات کمک می کند پاسخ روشن تری داشته باشد. روش اصلی برودتی شامل فشرده سازی هوا، تصفیه، سرمایش و تقطیر است و تجهیزات لازم برای هر مرحله بخشی از یک سیستم واحد هستند. همه چیز درباره تولید گاز آرگون همچنین شامل سیستم کنترل است. بدون ابزار دقیق، کنترل دما و فشار ستون های تقطیر بسیار دشوار خواهد بود. حسگرهای دما، فشار، جریان و آنالیز ترکیب گاز در نقاط مختلف نصب می شوند و اطلاعات را به سیستم کنترل مرکزی ارسال می کنند. گاز آرگون چگونه تولید می شود در یک واحد مجهز، با هماهنگی همین تجهیزات امکان پذیر است. اگر کمپرسور جریان لازم را تامین نکند، بخش سرد تحت تاثیر قرار می گیرد، اگر تصفیه مناسب نباشد، تجهیزات برودتی دچار مشکل می شوند، و اگر ستون ها درست تنظیم نشوند، خلوص آرگون کاهش پیدا می کند. بنابراین عملکرد دستگاه ها به یکدیگر وابسته است. در انتخاب تجهیزات، مصرف انرژی نیز اهمیت دارد. دستگاهی که فقط ظرفیت بالا داشته باشد اما انرژی بسیار زیادی مصرف کند، الزاما انتخاب اقتصادی مناسبی نیست. کارخانه ها به دنبال تجهیزاتی هستند که در کنار ظرفیت موردنظر، بازده مناسب و قابلیت اطمینان بالایی داشته باشند. برای تولید کننده گاز آرگون، داشتن تجهیزات قابل اعتماد به معنای کاهش توقف و افزایش ثبات محصول است. خرابی ناگهانی یک تجهیز اصلی می تواند تولید اکسیژن، نیتروژن و آرگون را هم زمان تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین نگهداری پیشگیرانه و داشتن قطعات یدکی مناسب اهمیت زیادی دارد. در تهیه گاز آرگون نیز نوع تجهیز تولیدکننده غیرمستقیم اهمیت پیدا می کند، زیرا کیفیت دستگاه ها روی کیفیت محصول اثر دارد. یک تامین کننده حرفه ای باید بتواند اطلاعات مربوط به گرید محصول و نتایج آزمون های کیفی را ارائه کند. مصرف کننده نباید تنها بر اساس نام گاز تصمیم بگیرد. خط تولید گاز آرگون شامل تجهیزات انتقال و ذخیره نیز می شود. بعد از تولید، آرگون باید به مخزن یا سیلندر منتقل شود. در صورت تولید آرگون مایع، انتقال باید در تجهیزات مخصوص کرایوژنیک انجام شود. در صورت تولید گاز فشرده، کمپرسور محصول و سیستم پرکنی مناسب مورد نیاز است. گاز آرگون چگونه تهیه می شود از دیدگاه تجهیزات توزیع نیز موضوع مهمی است. ممکن است آرگون در کارخانه تولید شده و سپس با تانکر مایع به مصرف کننده برسد یا در مرکز پرکنی به سیلندر منتقل شود. این انتخاب به فاصله، حجم مصرف و زیرساخت مشتری بستگی دارد. تولید گاز آرگون در صنعت بدون سیستم های اندازه گیری و کنترل کیفیت قابل اعتماد نیست. دستگاه های آنالیز باید بتوانند ترکیب محصول را با دقت کافی بررسی کنند. نوع دستگاه آنالیز نیز بر اساس گرید محصول و ناخالصی های موردنظر تعیین می شود. نحوه تولید گاز آرگون در یک سیستم برودتی به مدیریت دقیق انرژی وابسته است. مبدل های حرارتی باید در محدوده طراحی کار کنند و عایق کاری مناسب داشته باشند. هرگونه افزایش اتلاف حرارتی می تواند بار سیستم سرمایش را بیشتر کند. طریقه تولید گاز آرگون همچنین نیازمند کنترل فشار در بخش های مختلف است. فشار ستون ها، کمپرسورها و خطوط انتقال باید در محدوده طراحی قرار داشته باشد. تغییرات فشار می تواند تعادل فرایند جداسازی را تغییر دهد و روی کیفیت محصول اثر بگذارد. طرز تولید گاز آرگون از نظر تجهیزات را می توان در چند گروه خلاصه کرد، تجهیزات هوای ورودی، تجهیزات فشرده سازی، سیستم تصفیه، تجهیزات سرمایش، ستون های تقطیر، واحد خالص سازی، تجهیزات فشرده سازی محصول و تجهیزات ذخیره سازی. اما هر گروه خود شامل چندین تجهیز فرعی است. روش تولید گاز آرگون در واحدهای صنعتی به همین دلیل با مفهوم دستگاه به صورت منفرد سازگار نیست. بهتر است از عبارت سیستم تولید استفاده شود، زیرا چندین دستگاه باید هم زمان کار کنند. این دیدگاه برای برآورد هزینه احداث کارخانه نیز ضروری است. شیوه تولید گاز آرگون با تجهیزات کوچک و بزرگ تفاوت دارد. یک واحد آزمایشگاهی یا تحقیقاتی ممکن است آرگون را از کپسول یا مخزن آماده دریافت کند و فقط وظیفه تصفیه یا خالص سازی نهایی را داشته باشد. اما کارخانه تولید واقعی باید هوا را از محیط دریافت و کل فرایند جداسازی را انجام دهد. چگونگی تولید گاز آرگون همچنین به سطح خلوص موردنظر بستگی دارد. اگر محصول برای کاربرد عمومی باشد، تجهیزات خالص سازی ممکن است ساده تر باشند. اما برای کاربردهای بسیار حساس، سیستم های تصفیه و آنالیز دقیق تر لازم خواهند بود. گاهی کاربران برای آشنایی با تجهیزات به دنبال فیلم تولید گاز آرگون هستند. فیلم های صنعتی می توانند نمایی از کمپرسورها، ستون ها و مخازن نشان دهند. با این حال، بخش مهمی از عملکرد تجهیزات در داخل سیستم و از طریق کنترل های خودکار انجام می شود و در فیلم قابل مشاهده نیست. عکس تولید گاز آرگون نیز اغلب تصویری از تجهیزات بزرگ کارخانه ارائه می دهد. ستون های تقطیر به دلیل ارتفاع زیاد، مبدل ها، لوله های متعدد و مخازن کرایوژنیک از بخش های قابل مشاهده هستند. برای شناخت عملکرد هرکدام، باید اطلاعات فنی و نقشه فرایندی نیز مطالعه شود. در مراحل تولید گاز آرگون، انتخاب صحیح تجهیزات اولیه می تواند روی تمام مراحل بعدی اثر بگذارد. کمپرسوری که برای ظرفیت واقعی مناسب نباشد، باعث محدود شدن ظرفیت کل کارخانه می شود. سیستم تصفیه ناکافی می تواند مشکلات برودتی ایجاد کند و ستون های نامناسب نیز بازیابی آرگون را کاهش می دهند. گاز آرگون چگونه تولید می شود در واقع نتیجه عملکرد هماهنگ همه این تجهیزات است. هوای ورودی باید پاک و فشرده شود، سپس تا شرایط مناسب سرد شود، اجزای آن جدا شوند و آرگون در یک مدار مشخص بازیابی و خالص شود. در نهایت نیز محصول باید با تجهیزات مناسب به شکل گاز یا مایع ذخیره شود. تولید گاز آرگون از این منظر یک نمونه کامل از مهندسی فرایند است که در آن انتقال جرم، انتقال حرارت، ترمودینامیک، مکانیک سیالات، کنترل صنعتی و مدیریت انرژی در کنار یکدیگر قرار می گیرند. همین ترکیب باعث می شود احداث و بهره برداری از کارخانه های جداسازی هوا نیازمند تیم های تخصصی مختلف باشد. برای خرید یا طراحی تجهیزات، مهم است که ظرفیت واقعی، گرید محصول، حالت تحویل و بازار مصرف از ابتدا مشخص شود. نمی توان دستگاه را صرفا بر اساس نام تولید آرگون خریداری کرد. طراحی باید بر اساس نیاز واقعی و مشخصات مهندسی انجام شود. همچنین باید میان دستگاه تولید و دستگاه خالص سازی تفاوت قائل شد. برخی تجهیزات فقط وظیفه افزایش خلوص یک جریان آرگون آماده را دارند و نمی توانند از هوای محیط آرگون تولید کنند. این تفاوت در زمان خرید بسیار مهم است، زیرا ممکن است خریدار تصور کند یک سیستم کوچک قادر به تولید مستقیم آرگون صنعتی است. در پروژه های صنعتی، ظرفیت، مصرف انرژی، فضای نصب، آب خنک کن، برق، سیستم کنترل و الزامات ایمنی همگی باید در مرحله طراحی بررسی شوند. هزینه خرید تجهیزات تنها بخشی از سرمایه گذاری است و هزینه نصب، راه اندازی، نگهداری و بهره برداری نیز باید محاسبه شود. از سوی دیگر، سیستم ذخیره سازی باید با ظرفیت تولید هماهنگ باشد. اگر کارخانه آرگون مایع تولید کند اما ظرفیت مخازن پایین باشد، امکان مدیریت نوسان مصرف دشوار خواهد شد. اگر محصول گازی در سیلندر عرضه شود، ظرفیت واحد پرکنی و تعداد سیلندرهای در گردش باید متناسب با بازار باشد. در نتیجه، دستگاه تولید گاز آرگون را باید یک سیستم مهندسی کامل دانست، نه یک تجهیز منفرد. انتخاب درست تجهیزات می تواند روی کیفیت محصول، مصرف انرژی، ظرفیت، ایمنی و هزینه نهایی اثر مستقیم داشته باشد. آزمایشگاه گاز (gas lab) درباره دستگاه تولید گاز آرگون و روش های تولید گاز آرگون، نکات تخصصی مربوط به کمپرسورها، تقطیر، خالص سازی، کنترل کیفیت و تجهیزات کارخانه را بررسی می کند.

درباره گس لب (آزمایشگاه گاز)

گاز کالیبراسیون ، گاز sf6 (هگزا فلوراید گوگرد) ، روش تولید گاز آرگون ،