空気分離プラント：大気から貴重なガスを分離・製造する仕組み

空気分離プラントとは

空気分離プラントは、自然界の空気（大気）を成分ガスに分離する産業施設です。酸素、窒素、アルゴンのほか、ネオン、キセノン、クリプトンなどの希ガスも回収されます。大気中で最も多い窒素と酸素が回収ガスの大半を占めます。

大気を極低温まで冷却し、成分ガスを分離・回収するプロセスです。一部プラントでは液体窒素や液体酸素も製造します。

大気を洗浄し、5〜10バー（4〜9気圧）に圧縮。洗浄で粉塵・汚染物質を除去し、冷却工程への影響を防ぎます。圧縮で加熱された空気から水分を除去し、熱交換器で冷却します。

分子ふるいを通過させ、吸着により二酸化炭素、水、炭化水素ガスを除去します。ガスや分子が吸着剤表面に引き寄せられ層を形成する現象を利用します。

精製済み空気を冷却・蒸留室へ。熱交換器と極低温ストリームで構成され、成分ガスの蒸留が可能な十分な低温まで冷却されます。

蒸留カラムで冷媒とエキスパンダー/バルブによるジュール・トムソン効果でガスを液化。液化ガスを回収し、常温まで昇温して貯蔵または使用します。回収ガスによって複数の蒸留カラムを通過することもあります。

産業プロセスで広く使用されます。パイプラインでガス状輸送、液体/ガス状で貯蔵・後日輸送、大量は液体でタンクローリー輸送、少量は高圧シリンダーでガス輸送されます。

産業機器