Воздухоразделительные установки (ВРУ) — установки для разделения воздуха на компоненты, а именно на: кислород, азот, аргон, неон, ксенон. Газовый состав воздуха на земле одинаков, за исключением углекислого газа, углеводородов и аммиака, концентрация которых на несколько (3 и более) порядков меньше, чем содержание кислорода и азота.

  Воздухоразделительные установки подразделяются по давлению цикла разделения:

- P = 15 ÷ 20 МПа — высокое давление;

- P = 4 ÷ 6 МПа — среднее давление;

- P = 0,6 ÷ 0,7 МПа — низкое давление.

  Существуют три метода разделения воздуха:

-адсорбционный;

-мембранный;

-криогенный.

  Адсорбционный метод разделения воздуха опирается на принцип селективного поглощения компонентов газовой смеси. Поглощение осуществляется специальными молекулярными ситами (МС) в условиях короткоцикловой адсорбции. В основе процесса лежит зависимость поглощения газа адсорбентом от давления: способность адсорбента к поглощению газа прямо пропорциональна давлению. Таким образом, адсорбция идёт при повышенном давлении, а процесс десорбции осуществляется путём сброса давления.

  Мембранный метод разделения воздуха основан на принципе избирательной проницаемости мембран.Принцип действия мембранных газоразделительных установок заключается в различной скорости проникания газов через полимерную мембрану под действием перепада парциальных давлений на мембране. В обоих случаях в мембранную установку подается предварительно очищенный сжатый воздух и движущей силой разделения является разность парциальных давлений каждого компонента воздуха по обе стороны мембраны, обуславливающая различную скорость проницания. В соответствии с этим компоненты воздуха можно условно разделить на два класса: легкопроникающие (ЛПК) или «быстрые газы»; труднопроникающие (ТПК) или «медленные газы». При попадании сжатого воздуха в надмембранное пространство «быстрые газы» проникают через мембрану в зону низкого давления, таким образом, газ на выходе из мембраны обогащается легкопроникающим компонентом. Непроникшая часть воздуха, обогащается труднопроникающим компонентом и выводится из надмембранного пространства.

  Метод криогенного разделения базируется на тепло-массообменных процессах, в частности процессе низкотемпературной ректификации, базирующейся на разности температур кипения компонентов воздуха и различии составов находящихся в равновесии жидких и паровых смесей. В процессе разделения воздуха при криогенных температурах между находящимися в контакте жидкой и паровой фазами, состоящими из компонентов воздуха, осуществляется массо- и теплообмен. В результате паровая фаза обогащается низкокипящим компонентом (компонентом, имеющим более низкую температуру кипения), а жидкая высококипящим компонентом. Таким образом, поднимаясь по ректификационной колонне вверх, пар обогащается низкокипящим компонентом – азотом, а стекающая вниз жидкость насыщается высококипящим компонентом – кислородом.

  Отсюда и типы установок:

-адсорбционные;

-мембранные;

-криогенные.