大三蔡秉臻同學
這學期因為修習「超低溫工程學導論」這門課，我在3/28當天參訪「聯華林德」這家工業氣體與特殊氣體製造商。在參訪的過程，我認識了「聯華林德」的營運方式和各項安全規範。「聯華林德」在1965年於臺灣成立第一座液態氣體廠，現今是臺灣最主要的工業氣體製造商，並在本土製造特殊氣體，使臺灣科技業和食品業不需仰賴進口氣體，也能穩定地營運。
安全是最高的指導原則
工安部門的人員首先講解在HSE policy (Health,Safety & Environmental Policy)中，安全是「聯華林德」的最高指導原則，企業會透過遵守相關法規以進行安全管理。此外，企業的各項保命法則，皆依據適用對象和領域制定，因為氣體廠絕不能對安全設備和裝置有所妥協。舉例來說，當作業高度離地高於兩公尺，便需要配戴安全帽以及安全帶。另外，工廠也須要注重能量和設備的隔離。上鎖掛牌（LOTO：lockout/tagout）可以避免各式儲存槽、熱交換器或泵等機器在日常保養和維護的過程，意外啟動或釋放電能、熱能和壓力等儲存能量而造成操作者傷亡。因此，在進行例行檢查或停機時，必須確保電力完全被切斷。除此之外，在充填和運送液態氣體時，駕駛和車輛也必須遵守相關規範，以避免超低溫流體帶來的危害。
由於氣體廠必須處理超低溫流體，所以進入工廠前有許多注意事項，例如不可以隨意修改閥門的狀態等等，以防止各種危害的發生。若氮氣或氬氣洩漏，可能導致缺氧窒息。相反地，若高濃度氧氣外洩，且氧氣濃度高於25%，則可能造成富氧危害。另外，由於工廠處理液態氣體，所以有低溫危害的風險，尤其是在輸送管線附近和充填液態氣體至槽車時。最後，由於在製造超低溫流體時須將氣體壓縮至相當大的壓力，因此工廠也須注意高壓危害的可能。
安全護具對防止職業危害相當重要。氣體廠必備的安全護具包括安全帽和護目鏡。另外，由於液態氣體的溫度可能低至接近-200°C，所以在廠內，長袖衣服也是標準護具之一。如果在工廠內有碰觸化學品的機會，便需要額外配戴面罩和手套以避免和具腐蝕性、毒性或刺激性的物質直接接觸。
生產流程技術設備介紹 鉅細靡遺
聯華氣體的副廠長詳細地介紹了氣體廠利用ASU生產工業氣體的流程。ASU是空氣分離裝置（air separation unit）的簡稱。如同名稱所示，其運作原理是利用各種氣體具有不同沸點的特性，以分餾的方式製造高純度的氮氣、氧氣和氬氣等等，是工業界普遍用來大量生產高純度氣體的系統。ASU由多種元件組成，包括壓縮機（air compressor）、預冷系統（pre-cooled system）、純化系統（pre-purification system）、精餾系統、膨脹機、冷箱（cold box）、膨脹閥和儲罐等等。
在各種空壓機中，離心式具有風量大且堅固耐用的優勢，也易於自動化控制；活塞式則能產生較大的壓差，雖然其排量較小且噪音較大；而螺桿式壓縮機即便無法產生如離心式一般的高壓，其可靠度使其在工業界仍有應用的時機。
預冷系統的主體由空冷塔組成。當空氣被壓縮機壓至高壓後，其溫度可上升至，而預冷系統會透過將空氣溫度降至，以減少其含水量。在預冷系統中，拉西環 (Raschig ring) 是一個重要的元件，可以協助空氣分離並增加質傳。離開空冷塔的流體，接著會進入純化單元 PPU（pre-purification unit）。在PPU中，流體夾帶的水、二氧化碳和氮氧化物等會被活性氧化鋁和觸媒吸附，以達到純化的目的。
接下來，純化過的流體會再進入膨脹機（turbo-expander）。高壓的氣體會先經過噴嘴，再進入渦輪機進行等熵膨脹，推動渦輪機的葉輪。噴嘴的功用為調整渦輪機的進氣量，並以此調整葉輪轉速。此外，渦輪機的另一端連接著一個空壓機的進氣口。如此一來，便可以直接利用葉輪旋轉的動力來壓縮空氣。其中，令我印象深刻的數據，是整組渦輪機的熱效率可以超過八成。
冷箱（cold box）是一個熱交換系統，氣體和液體會在其中進行熱交換。工業界較常使用的一種是篩版塔（sieve plate column）。較低溫的液體由上方進入，而較高溫的氣體則由底部向上流動，因此篩版塔屬於一種逆流熱交換器。另一種工業使用的熱交換器是填料塔（packed column），雖然其熱交換效率高於篩版塔，但是建置所需的高度較高。除此之外，在空氣分離系統中，膨脹閥也是極重要的元件之一。當流體流經膨脹閥，其溫度和壓力皆會下降。
充分理解安全規範與措施的重要性
在此次參訪中，我認識了氣體廠的重要性和獨特性。舉例來說，氮氣在各種產業中都扮演不可或缺的角色。在半導體產業界，氮氣可以避免在生產和分裝電子元件時的氧化反應。而在航空和賽車界，氮氣通常被用來充填輪胎，因為其比重小，且在高溫時，活性足夠小，因此不易與輪胎的橡膠反應。此外，由於乾燥的氮氣不含任何水分，也可以避免輪胎在高溫時，被空氣中因氣化而體積極具上升的水破壞。最後，液態氮在食品低溫運送的過程也具備重要的地位。
在參訪尾聲的現場問答中，我瞭解聯華氣體近期極力推動氫能車和加氫站。氫能車和電動車相比，具有幾個優點。首先，氫燃料電池只需要大約十分鐘便能充滿。此外，即便高濃度氫氣外洩，由於缺乏氧氣助燃，持續燃燒的風險較低。相反的，電動車電池一旦起火，往往會持續地燃燒。
整體而言，這次參訪「聯華林德」氣體廠的機會，使我對工業和特殊氣體的生產流程有了進一步的認識，也讓我理解了安全規範與措施在工業界的重要性，因此是一個讓我難忘且獲益匪淺的經驗。 
█ 空氣壓縮機的扇葉的局部放大圖
█ 預冷系統中的空氣壓縮機
█ 參訪聯華林德的合照 (作者蔡秉臻為右六)
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