क्रायोजेनिक गैस संयंत्र

क्रायोजेनिक गैस संयंत्र एक औद्योगिक सुविधा है जो अपेक्षाकृत उच्च शुद्धता आणविक ऑक्सीजन, आणविक नाइट्रोजन, आर्गन, क्रिप्टन, हीलियम और क्सीनन का उत्पादन करती है। चूंकि हवा वायुमंडल में सबसे आम गैस, नाइट्रोजन (78%), ऑक्सीजन (19%) और आर्गन (1%) से बनी है, और बाकी ट्रेस गैस से बनी है, ठंडा गैस संयंत्र आसवन टावरों में हवा को अलग करता है कम तापमान (लगभग 100 K / -173 डिग्री) पर 1पीपीएम या उससे कम के साथ उच्च शुद्धता वाली गैसें, जैसे आर्गन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, आदि का उत्पादन करने के लिए। यह प्रक्रिया हैम्पसन-लिंडे वायु पृथक्करण चक्र के सामान्य सिद्धांत पर आधारित थी, जिसका आविष्कार कार्ल वॉन लिंडे ने 1895 में किया था।

हैम्पसन-लिंडे चक्र एक गैस द्रवीकरण प्रक्रिया है जो विशेष रूप से वायु पृथक्करण के लिए उपयुक्त है। विलियम हैम्पसन और कार्ल वॉन लिंडे ने स्वतंत्र रूप से 1895 में साइकिल का पेटेंट कराया: हैम्पसन ने 23 मई,1895 को, और लिंडे ने 5 जून,1895 को। हैम्पसन-लिंडे चक्र पुनर्योजी शीतलन का परिचय देता है, जो एक सकारात्मक प्रतिक्रिया शीतलन प्रणाली है। हीट एक्सचेंजर डिवाइस तरलीकृत "स्थिर" गैस के लिए आवश्यक निम्न तापमान तक पहुंचने के लिए एकल चरण कूलिंग से अधिक तापमान अंतर (उदाहरण के लिए {{7%).27 डिग्री / एटीएमजेटी एयर कूलिंग) की अनुमति देता है। सीमेंस चक्र से हैम्पसन-लिंडे चक्र का अंतर केवल विस्तार चरण में है। सीमेंस चक्र गैस को अपना तापमान कम करने के लिए बाहरी कार्य करने देता है, जबकि हैम्पसन-लिंडे चक्र पूरी तरह से जूल-थॉमसन प्रभाव पर निर्भर करता है; इसका फायदा यह है कि शीतलन इकाई का ठंडा पक्ष भागों को हिलाता नहीं है।

कम तापमान नाइट्रोजन संयंत्र का मुख्य उद्देश्य ग्राहकों को उच्च शुद्धता गैसीय नाइट्रोजन (जीएएन), तरल नाइट्रोजन (एलआईएन), तरल आर्गन (एलएआर), और उच्च शुद्धता आर्गन (पीएलएआर) प्रदान करना है, जबकि ट्रेस गैसों का निष्कर्षण क्रिप्टन, क्सीनन और हीलियम। उच्च शुद्धता वाले तरल पदार्थ (जैसे ऑक्सीजन या नाइट्रोजन) को रणनीतिक भंडार के रूप में स्थानीय टैंकों में संग्रहीत किया जाता है। चरम मांग को पूरा करने के लिए इस तरल को वाष्पित किया जा सकता है या ऑफ़लाइन कारखानों में उपयोग किया जा सकता है। अपने छोटे आकार के कारण, आर्गन, क्सीनन और हीलियम आमतौर पर दबाव टैंकरों या ट्रकों के माध्यम से सीधे ग्राहकों को बेचे जाते हैं। विशिष्ट कम तापमान वाले नाइट्रोजन संयंत्र 200 घन फीट तक होते हैं^/प्रतिदिन 63 टन नाइट्रोजन वाले बहुत बड़े पौधे (जैसे मेक्सिको में कैंटरेल ऑयलफील्ड संयंत्र)।

क्रायोजेनिक वायु पृथक्करण से 99.5% से अधिक शुद्धता की ऑक्सीजन प्राप्त होती है। परिणामी उच्च शुद्धता वाले उत्पादों को गैस सिलेंडर में संग्रहित किया जा सकता है। इन सिलेंडरों को चिकित्सा, वेल्डिंग, खेतों में ग्राहकों को वितरित किया जा सकता है, या डाइविंग श्वास गैसों के रूप में उपयोग के लिए अन्य गैसों के साथ मिलाया जा सकता है। संयंत्र नाइट्रोजन का भी उत्पादन करता है, जिसका उपयोग उर्वरक उद्योग में अमोनिया उत्पादन, फ्लोट ग्लास निर्माण, पेट्रोकेमिकल प्रयोजनों, पर्ज गैस, अमीन गैस उपचार, बियरिंग सील गैस और पॉलिएस्टर विनिर्माण के लिए किया जाता है।

परिणामी आर्गन गैस का उपयोग अर्धचालक, विनिर्माण और फोटोवोल्टिक विनिर्माण में किया जा सकता है।

औद्योगिक मंडल

धातु काटने और वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, उच्च शुद्धता ऑक्सीजन का उपयोग दहन दक्षता और गर्मी में सुधार कर सकता है, जिससे वेल्डिंग की गुणवत्ता सुनिश्चित हो सकती है।

चिकित्सा क्षेत्र

रोगियों को अतिरिक्त ऑक्सीजन सहायता प्रदान करने के लिए उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन का उपयोग श्वसन संबंधी बीमारियों, जैसे क्रॉनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज (सीओपीडी) और निमोनिया के उपचार में किया जाता है। इसके अलावा, सर्जिकल प्रक्रियाओं के दौरान उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन प्रदान करने से एनेस्थीसिया और रिकवरी प्रक्रिया का समर्थन किया जा सकता है।

पर्यावरण संरक्षण

सीवेज उपचार की प्रक्रिया में, उच्च शुद्धता ऑक्सीजन का उपयोग कार्बनिक पदार्थों के क्षरण को बढ़ावा दे सकता है और उपचार दक्षता में सुधार कर सकता है। कुछ अत्यधिक प्रदूषित वातावरणों में, उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन के उपयोग से वायु की गुणवत्ता में भी सुधार हो सकता है और प्रदूषकों को कम करने में मदद मिल सकती है।

इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण

सेमीकंडक्टर और इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद उत्पादन में, पर्यावरण को नियंत्रित करने और उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए विनिर्माण प्रक्रियाओं में उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है।

एयरोस्पेस

अंतरिक्ष यान और उच्च ऊंचाई वाले विमानों में, अंतरिक्ष यात्रियों और पायलटों दोनों के लिए जीवन समर्थन सुनिश्चित करने के लिए उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन प्रदान की जाती है।

धातुकर्म

गलाने की प्रक्रिया में, गलाने की दक्षता में सुधार और स्टील की गुणवत्ता और प्रदर्शन में सुधार के लिए उच्च शुद्धता वाली ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है।

औद्योगिक मंडल

उच्च शुद्धता नाइट्रोजन का उपयोग ऑक्सीकरण और अन्य प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए धातु वेल्डिंग और काटने के दौरान अक्रिय गैस संरक्षण के रूप में किया जाता है। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग आमतौर पर एल्यूमीनियम वेल्डिंग और टाइटेनियम वेल्डिंग में किया जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण

सेमीकंडक्टर चिप निर्माण के दौरान, उच्च शुद्धता वाले नाइट्रोजन का उपयोग एक स्वच्छ उत्पादन वातावरण बनाने के लिए किया जाता है जो ऑक्सीकरण और संदूषण को रोकता है। एकीकृत सर्किट (आईसी) और अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों के उत्पादन में, वायुमंडल को नियंत्रित करने और संवेदनशील सामग्रियों के प्रदूषण को कम करने के लिए उच्च शुद्धता वाले नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है।

दवा उद्योग

उत्पादन प्रक्रिया के दौरान हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिकूल प्रतिक्रियाओं से बचने के लिए दवा उत्पादन में अक्रिय गैस सुरक्षा प्रदान करने के लिए उच्च शुद्धता वाले नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है।

खाद्य और पेय

खाद्य और पेय पदार्थों की पैकेजिंग में, गैस पैकेजिंग में उच्च शुद्धता वाले नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है, पैकेजिंग में ऑक्सीजन की जगह लेता है, भोजन की शेल्फ लाइफ बढ़ाता है और उत्पाद की ताजगी बनाए रखता है।

गैस की गतिशीलता और परीक्षण

गैस गतिशीलता प्रयोगों और गैस विश्लेषण में, उच्च शुद्धता नाइट्रोजन सटीक परीक्षण स्थिति प्रदान करने के लिए नियंत्रण गैस या शून्य गैस के रूप में कार्य करती है।

निम्न तापमान वाले गैस संयंत्र से संबंधित समस्याएँ:

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