Liquid air - ang batayan para sa produksyon ng purong oxygen

Dahil ang lahat ng gases magkaroon ng ilang mga estado ng pagsasama-sama, at maaaring tunaw, himpapawid, na binubuo ng isang timpla ng gas ay maaari ding maging isang likido. Isa lamang makabuo ng likido air para sa paghihiwalay mula roon ng purong oxygen, nitrogen at argon.

Ang isang maliit na kasaysayan

Hanggang sa ika-19 siglo, siyentipiko ay naniniwala na ang gas ay lamang ng isang pisikal na estado, ngunit upang dalhin sa himpapawid sa lusaw natutunan sa simula ng huling siglo. Ginawa ito gamit ang Linde machine, ang pangunahing mga bahagi ng kung saan ay ang tagapiga (motor, na ibinigay na may isang pump) at isang init Exchanger, na ipinapakita bilang dalawang tubes na pinagsama sa isang spiral, isa sa kung saan ay gaganapin sa loob ng isa. Ang ikatlong bahagi ng istraktura ay isang termos, pagpunta sa loob at tunaw gas. Machine bahagi ay sakop na may insulating materyales upang maiwasan ang pag-access sa gas mula sa labas init. Matatagpuan malapit sa bukana ng inner tube ay tinapos sa isang mabulunan.

gas work

Ang teknolohiya para sa paggawa ng liquid air ay medyo simple. Una, ang halo ng gas ay purified ng alikabok, tubig particle, pati na rin ang carbon dioxide. May isa pang mahalagang bahagi, nang walang kung saan ito ay makagawa ng liquid air - presyon. Sa pamamagitan ng paraan ng ang tagapiga air ay naka-compress sa 200-250 atm, habang paglamig ng tubig. Pagkatapos ay ang hangin pumasa sa pamamagitan ng mga unang init Exchanger, at pagkatapos ay nahahati sa dalawang mga stream, ang mas malaki sa mga ito ay nasa expander. Ang terminong ito ay tumutukoy sa isang piston machine, na kung saan ay gumagana sa pamamagitan ng pagpapalawak gas. Ito ay nag-convert mga potensyal na enerhiya sa makina, at gas ay cooled dahil gumaganap gumagana.

Dagdag dito, hangin, paghuhugas ng dalawang heat exchanger at sa gayong paraan sa paglamig ang pangalawang daloy pasulong, ay dumating out at nakolekta sa termos.

turboexpander

Sa kabila nito maliwanag simple, ang paggamit ng expander ay hindi posible sa isang pang-industriya scale. Nakuha sa pamamagitan ng throttling gas sa pamamagitan ng manipis na tube ay masyadong mahal, ito ay hindi sapat upang epektibong makuha at enerhiya-ubos at samakatuwid ay hindi katanggap-tanggap sa industriya. Sa simula ng huling siglo ay ang tanong ng simplifying ang produksyon ng mga baboy bakal, at para sa layuning ito ito ay iminungkahi upang gumawa ng pamumulaklak out ng mga naka may isang mataas na nilalaman ng oxygen. Kaya nagkaroon ng isang katanungan tungkol sa komersyal na produksyon ng huli.

Ang piston expander mabilis na barado na may tubig yelo, kaya ang hangin ay kinakailangan upang pre-tuyo, kung saan gumagawa ang proseso ng mas kumplikado at magastos. Nakatulong malutas ang problema ng pag-unlad ng turbo expander ay ginagamit sa lugar ng piston turbine. Mamaya turbo expanders ay ginamit sa panahon ng paghahanda at iba pang mga gases.

application

Liquid air mismo mag-isa ay hindi na ginagamit, ito intermediate produkto upang makuha ang purong gases.

paghihiwalay ng mga bahagi prinsipyo ay batay sa mga pagkakaiba sa kumukulo bahagi ng pinaghalong mga: oxygen umaasa lang sa -183 °, at nitrogen sa -196 °. liquid air temperatura ay sa ibaba dalawang daang degrees, at pagpainit ito, ito ay posible upang makabuo ng pagkakahiwalay.

Kapag ang likido ay nagsisimula sa dahan-dahan maglaho air, nitrogen evaporates muna, at pagkatapos na ito ay sumingaw ang pangunahing bahagi, sa isang temperatura ng -183 ° oxygen na kumukulo. Ang katotohanan ay na habang ang nitrogen ay mananatili sa timpla, hindi ito maaaring magpatuloy sa init, kahit na kapag gumagamit ng isang karagdagang heater, ngunit sa lalong madaling ang karamihan sa mga nitrogen ay matuyo, ang halo ay mabilis na naabot na kumukulo temperatura sumusunod na bahagi ng pinaghalong, hal oxygen.

paglilinis

Gayunpaman sa paraang ito ay imposible upang makuha ang purong oxygen at nitrogen sa isang solong operasyon. Nagtatampok ang mga naka sa lusaw na ang unang hakbang paglilinis ay naglalaman ng tungkol sa 78% nitrogen at 21% oxygen, gayunman, ang mas malayo ang proseso at ang mga mas maliit na ang liquid nitrogen nananatili sa higit pa sa ito ay maglaho at oxygen. Kapag ang nitrogen na konsentrasyon sa likidong patak sa 50%, ang oxygen nilalaman sa singaw ay nadagdagan sa 20%. Samakatuwid, ang iga gas ay condensed sa sandaling muli at sumailalim sa paglilinis para sa ikalawang pagkakataon. Ang mas malaki ang distillations, ang mas malinaw ang magiging resultang produkto.

sa industriya

Pagsingaw at paghalay - dalawang paghadlang mga proseso. Ang unang likido ay dapat gastusin ng init, at sa ikalawang - ang init ay pinakawalan. Kung walang pagkawala ng init, ang init inilabas at hinihigop sa panahon ng prosesong ito pati na rin. Kaya ang lakas ng tunog ng condensed oxygen ay malaki-laking katumbas ng dami ng iga nitrogen. Ang prosesong ito ay tinatawag na paglilinis. Ang isang halo ng dalawang gases nabuo dahil sa pagsingaw ng likido air muli ay magbabalik sa pamamagitan nito, at ang ilan sa mga oxygen ay ipinapasa sa condensate, sa gayon ay nagbibigay ng init, at dahil doon sa maglaho ang ilan sa mga nitrogen. Ang proseso ay paulit-ulit na isang mayorya ng mga beses.

Industrial paghahanda ng nitrogen at oxygen ay nangyayari sa mga tinaguriang haligi pagtutuwid.

kagiliw-giliw na mga katotohanan

Sa contact na may likido oxygen maraming materyales maging malutong. Dagdag pa rito, liquid oxygen - isang malakas na oxidant, gayunpaman, ang pagpindot ito, organic sangkap sunugin, ilalabas ang maraming init. Kapag binuntis likidong oxygen ang ilan sa mga sangkap na maging uncontrollable explosive properties. pag-uugali na ito ay katangian ng mga produkto ng langis, na kinabibilangan ng maginoo aspalto.