Υγρό αέρα - η βάση για την παραγωγή καθαρού οξυγόνου

Δεδομένου ότι όλα τα αέρια έχουν αρκετές πολιτείες των συσσωμάτωσης, και μπορεί να υγροποιηθεί, ο αέρας, που αποτελείται από ένα μείγμα αερίων μπορεί επίσης να είναι ένα υγρό. Βασικά παράγουν υγρά αέρα για διαχωρισμό από αυτό καθαρού οξυγόνου, αζώτου και αργού.

Μια μικρή ιστορία

Μέχρι το 19ο αιώνα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι το φυσικό αέριο έχει μόνο μία φυσική κατάσταση, αλλά να φέρει τον αέρα σε υγρή κατάσταση έμαθε στις αρχές του περασμένου αιώνα. Αυτό έγινε χρησιμοποιώντας το μηχάνημα Linde, τα κύρια μέρη των οποίων ήταν ο συμπιεστής (κινητήρας, εφοδιασμένη με μία αντλία) και έναν εναλλάκτη θερμότητας, που δείχνεται ως δύο σωλήνες έλασης σε ένα φαύλο κύκλο, μία εκ των οποίων συγκρατείται μέσα στο άλλο. Το τρίτο συστατικό της δομής ήταν ένα θερμός, πηγαίνει μέσα και υγροποιημένο αέριο. τα μέρη της μηχανής καλύφθηκαν με μονωτικά υλικά, ώστε να αποτραπεί η πρόσβαση στο φυσικό αέριο από το εξωτερικό θερμότητας. Βρίσκεται κοντά στο στόμιο του εσωτερικού σωλήνα τερματίζεται σε ένα τσοκ.

το έργο του φυσικού αερίου

Η τεχνολογία για την παραγωγή υγρού αέρα είναι αρκετά απλή. Πρώτον, το αέριο μίγμα καθαρίζεται από σκόνη, σωματίδια νερού, καθώς και το διοξείδιο του άνθρακα. Υπάρχει άλλο ένα σημαντικό συστατικό, χωρίς το οποίο θα παράγει υγρό αέρα - πίεσης. Μέσω του συμπιεστή αέρα συμπιέζεται σε 200-250 atm, ενώ ψύξη με νερό. Στη συνέχεια, ο αέρας περνά μέσω του πρώτου εναλλάκτη θερμότητας, και στη συνέχεια χωρίζεται σε δύο ρεύματα, το μεγαλύτερο των οποίων είναι στον αποσυμπιεστή. Ο όρος αυτός αναφέρεται σε μια μηχανή εμβόλων, η οποία λειτουργεί με την επέκταση του φυσικού αερίου. Μετατρέπει δυναμική ενέργεια σε μηχανική, και το φυσικό αέριο ψύχεται επειδή εκτελεί εργασία.

Περαιτέρω, αέρας, έκπλυση του εναλλάκτη θερμότητας δύο και έτσι την ψύξη του δεύτερου ροή πηγαίνει προς τα εμπρός, βγαίνει και εισπράττονται στα θερμός.

στροβιλοδιαστολέως

Παρά τη φαινομενική απλότητά του, η χρήση της επέκτασης δεν είναι δυνατή σε βιομηχανική κλίμακα. Λαμβάνεται με στραγγαλισμού αερίου μέσω του λεπτού σωλήνα είναι πάρα πολύ ακριβό, δεν είναι αρκετό για να λάβει αποτελεσματικά και ενεργοβόρα και, συνεπώς, απαράδεκτη για τη βιομηχανία. Στην αρχή του προηγούμενου αιώνα ήταν το ζήτημα της απλούστευσης της παραγωγής χυτοσιδήρου, και για το σκοπό αυτό προτάθηκε να κάνει φυσούν τον αέρα με υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο. Έτσι υπήρχε μια ερώτηση σχετικά με την εμπορική παραγωγή του τελευταίου.

Ο διαστολέας έμβολο γρήγορα φραγμένο με παγωμένο νερό, οπότε ο αέρας είναι αναγκαίο να προ-ξηρό, γεγονός που καθιστά τη διαδικασία πιο πολύπλοκη και δαπανηρή. Βοήθησε να λύσει το πρόβλημα της ανάπτυξης του διαστολέα Turbo χρησιμοποιείται στη θέση του στροβίλου εμβόλου. Αργότερα οι επεκτάσεις turbo έχουν χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια της προετοιμασίας και άλλων αερίων.

εφαρμογή

η ίδια και μόνο υγρό αέρα δεν χρησιμοποιείται, αυτό το ενδιάμεσο προϊόν για να ληφθεί καθαρά αέρια.

αρχή συστατικών απομόνωσης βασίζεται στη διαφορά σε βραστό συστατικών του μίγματος της: οξυγόνου βράζει στους -183 °, και άζωτο στους -196 °. θερμοκρασία υγρού αέρα είναι κάτω από διακόσια βαθμούς, και θέρμανση, είναι δυνατόν να παραχθούν διαχωρισμού.

Όταν το υγρό αρχίζει να εξατμίζεται αργά αέρα, άζωτο εξατμίζεται πρώτα, και μετά να εξατμιστεί το κύριο μέρος, σε μία θερμοκρασία από -183 ° βρασμού οξυγόνου. Το γεγονός είναι ότι, ενώ το άζωτο παραμένει στο μίγμα, δεν μπορεί να συνεχίσει να θερμάνει, ακόμη και όταν χρησιμοποιείται ένα επιπλέον θερμαντήρα, αλλά μόλις το μεγαλύτερο μέρος του αζώτου θα εξατμιστεί, το μίγμα γρήγορα φτάσει σε θερμοκρασία βρασμού ακόλουθο τμήμα του μίγματος, δηλ οξυγόνου.

κάθαρση

Ωστόσο, σε αυτόν τον τρόπο είναι αδύνατο να ληφθεί καθαρό οξυγόνο και άζωτο σε μια ενιαία λειτουργία. Ο αέρας σε υγρή κατάσταση με το πρώτο βήμα απόσταξης περιέχει περίπου 78% άζωτο και 21% οξυγόνο, όμως, η πιο μακριά η διαδικασία και όσο μικρότερη είναι η υγρό άζωτο παραμένει σε τόσο περισσότερο με αυτό θα εξατμιστεί και οξυγόνο. Όταν η συγκέντρωση του αζώτου στο υγρό πέφτει στο 50%, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο στον ατμό αυξάνεται σε 20%. Ως εκ τούτου, το εξατμισμένο αέριο συμπυκνώθηκε και πάλι και υποβλήθηκε σε απόσταξη για δεύτερη φορά. Όσο μεγαλύτερες είναι οι αποστάξεις, η σαφέστερη θα είναι τα προκύπτοντα προϊόντα.

Στη βιομηχανία

Εξάτμιση και συμπύκνωση - δύο απέναντι διεργασίες. Το πρώτο υγρό πρέπει να περάσουν τη θερμότητα, και το δεύτερο - θερμότητας θα κυκλοφορήσει. Αν δεν υπάρχει απώλεια θερμότητας, η θερμότητα που απελευθερώνεται και απορροφάται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, καθώς και. Έτσι ο όγκος του συμπυκνωμένου οξυγόνου είναι ουσιαστικά ίσος με τον όγκο του εξατμίστηκαν αζώτου. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται απόσταξης. Ένα μίγμα των δύο αέρια που σχηματίζονται λόγω της εξάτμισης του υγρού αέρα περνά πάλι μέσα από αυτό, και μερικά από τα οξυγόνο περνά μέσα στο συμπύκνωμα, δίνοντας έτσι τη θερμότητα, έτσι να εξατμιστεί ένα μέρος του αζώτου. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται πολλές φορές.

Βιομηχανική παρασκευή αζώτου και οξυγόνου λαμβάνει χώρα στα λεγόμενα στήλες ανόρθωσης.

ενδιαφέροντα γεγονότα

Κατά την επαφή με το υγρό οξυγόνο πολλά υλικά γίνονται εύθραυστα. Επιπλέον, υγρό οξυγόνο - ένα ισχυρό οξειδωτικό, ωστόσο, το χτύπημα, οργανικές ουσίες καίγονται, απελευθερώνοντας πολλή θερμότητα. Όταν εμποτισμό υγρού οξυγόνου μερικές από τις ουσίες αυτές καταστούν ανεξέλεγκτες εκρηκτικές ιδιότητες. Αυτή η συμπεριφορά είναι χαρακτηριστικό των προϊόντων πετρελαίου, τα οποία περιλαμβάνουν τα συμβατικά άσφαλτο.