Luftzerlegung

Luftzerlegung bezeichnet die Trennung der Luft in ihre Hauptbestandteile. Ziel ist die Gewinnung von Stickstoff und Sauerstoff sowie Spuren von Edelgasen wie Argon, Neon und Helium, die in vielen industriellen Prozessen benötigt werden. Der Begriff begegnet vor allem in der Technik und Chemie.

Der zentrale industrielle Prozess ist die Verflüssigung der Luft und deren fraktionierte Destillation in einer Luftzerlegungseinheit (ASU). Luft wird komprimiert, stark gekühlt und verflüssigt; beim Verdampfen trennt sich das Gasgemisch nach Siedepunkten: Stickstoff siedet bei ca. −196 °C und steigt als Gas ab, Sauerstoff wird als Sauerstoffprodukt gewonnen. In weiteren Stufen lassen sich Edelgase abtrennen.

Alternativen umfassen Membranverfahren sowie Druckwechsel- oder Vakuumwechseladsorption (PSA/VSA), die gezielt reinen Sauerstoff oder Stickstoff liefern. Diese Verfahren haben oft niedrigere Investitions- und Betriebskosten, liefern jedoch je nach Anforderung unterschiedliche Reinheit und Ausbeuten.

Anwendungen umfassen Sauerstoff in der Metall- und Glasindustrie sowie in der Medizin; Stickstoff als Inertgas in der Lebensmittelverpackung, Elektronik und Chemie; Argon als Schutzgas beim Schweißen. Die Produktion erfolgt meist in großem Maßstab nahe Verbrauchern in sogenannten Air-Separation-Units (ASUs).

Sicherheit und Umwelt: Die Prozesse benötigen viel Energie und arbeiten mit extrem niedrigen Temperaturen; unsachgemäße Handhabung kann zu Brand- und Kälteschäden führen. Die Umweltbilanz hängt von Effizienz und der Energiequelle der Anlage ab.