Levegőbontás
A környezeti levegô egy gázelegy, nagy részben nitrogénbôl (78%), oxigénbôl (21%), és argonból (0,9%) áll. A maradék 0,1%-ot szén-dioxid, és olyan nemesgázok alkotják, mint a neon, hélium, kripton, xenon.
Levegôszétválasztó üzemekben egy desztillációs folyamat (alacsony hômérsékletû rektifikálás) segítségével bontjuk a levegôt alkotóelemeire. Így nyerjük ki nagytisztaságú koncentrációban a nitrogént, oxigént és argont – gáz vagy cseppfolyós halmazállapotban.
A levegő sűrítése
A beszívott, mechanikus szennyezőktől a porszűrőben megtisztított környezeti levegőt kompresszor sűríti a technológiától megkövetelt (pl. 6 bar) nyomásra
A levegő előhűtése
Ahhoz, hogy a levegőt alkotóelemeire bonthassák, cseppfolyós halmazállapot szükséges, amit a levegő extrém lehűtésével érnek el. Az előhűtés során a kompressziós hőt és a levegő nedvességtartalmának nagy részét vizhűtéses hűtőkben vonják el.
A levegő tisztítása
A sűrített (komprimált) levegőt vízgőz és szén-dioxid tartalmától molekulaszitával (szintetikus zeolittal) töltött adszorberekben tisztítják meg annak érdekében, hogy ezek az alkotórészek a technológia alacsony hőmérsékletű szakaszain, szilárd alakban ki csapódva, ne okozzanak zavart.
A levegő cseppfolyósítása
Ezután a tiszta levegő a hőcserélőkben, az ellenáramban kimenő hideg gázokkal előhűtve kerül adiabatikus– munkavégzéses és fojtásos expanzióra, ami után cseppfolyósodva a rektifikáló oszlopba jut. A korszerű, modern technológiákban a hűtési teljesítmény nagy részét expanziós turbinák adják. Amennyiben a termékeket cseppfolyós állapotban vesszük el, akkor általában külön hűtőkörfolyamatot is kell alkalmazni.
A levegő szétválasztása
A cseppfolyós levegő tiszta oxigénre és nitrogénre történő szétválasztása kétoszlopos rendszerű rektifikáló oszlopban megy végbe. Az alsó oszlopban közepes, a felső oszlopban kis, közel légköri nyomás uralkodik, köztük pedig egy hőcserélő, az ún. kondenzátor helyezkedik el.
A szétválasztás alapja a levegő alkotórészeinek forráspont-különbsége. A cseppfolyós levegő folyamatos desztillálásával (egyidejű többszöri elgőzölögtetésével és kondenzáltatásával) a rektifikáló oszlopban felfelé áramló gőz egyre dúsabb nitrogénben, a lefelé folyó folyadék pedig oxigénben. Az argon kinyeréséhez további desztilláló oszlop(ok) és technológiai lépés(ek) beiktatása szükséges .
A termékek kinyerése és tárolása
A cseppfolyós oxigént, nitrogént és argont kriogén tárolótartályokba vezetik, ahonnan kriogén szállítótartályokkal kerülhetnek a felhasználókhoz, vagy nagynyomású kriogén folyadékszivattyúkkal, elpárologtatókon keresztül palackozhatók.
Gázalakú kinyerés esetében csővezetékes ellátás is megoldható, ilyenkor a közbenső tárolás ún. puffertartályban (vagy gazométerben) történik, a szállítási nyomás eléréséhez pedig kompresszorra van szükség.
