1. Luftkompression: Luft komprimeras till ett högt tryck, vanligtvis flera hundra atmosfärer (atm). Detta ökar luftens densitet och gör det lättare att smälta.
2. Kylning och kondensering: Den komprimerade luften kyls sedan ner avsevärt, vanligtvis till temperaturer under -180 grader Celsius (-292 grader Fahrenheit). Vid dessa låga temperaturer börjar luftkomponenterna att kondensera till vätskor.
3. Separation av komponenter: Den kondenserade luften matas sedan in i en destillationskolonn, som är ett vertikalt kärl uppdelat i flera steg. Varje steg hålls vid en något olika temperatur och tryck. När den kondenserade luften stiger genom kolonnen börjar dess komponenter separera baserat på deras kokpunkter.
- Kväveuppsamling: Kvävgas har en lägre kokpunkt jämfört med syre och andra komponenter i luft. Därför förblir det i gasfasen och samlas upp i toppen av destillationskolonnen.
- Syre och andra komponenter: Syre och andra gaser med högre kokpunkter kondenserar vid lägre stadier av kolonnen och samlas upp separat.
4. Rening: Den uppsamlade kvävgasen kan fortfarande innehålla spårmängder av föroreningar. Ytterligare reningssteg, såsom att passera gasen genom aktivt kol eller molekylsiktar, kan användas för att avlägsna dessa föroreningar och erhålla kvävgas med hög renhet.
5. Lagring och distribution: Den renade kvävgasen lagras sedan i högtryckscylindrar eller tankar och distribueras till olika industrier och applikationer som kräver det.
Fraktionerad destillation är den primära metoden för storskalig produktion av kvävgas från luft. Men det finns också alternativa tekniker som trycksvängningsadsorption (PSA) och membranseparation, som används för tillämpningar i mindre skala eller för specifika krav.
