Udara cecair - asas untuk pengeluaran oksigen tulen

Kerana semua gas mempunyai beberapa negeri pengagregatan, dan boleh cecair, udara, yang terdiri daripada campuran gas juga boleh menjadi cecair. Pada dasarnya menghasilkan udara cecair untuk pemisahan daripadanya oksigen tulen, nitrogen dan argon.

Sejarah kecil

Sehingga abad ke-19, ahli-ahli sains percaya bahawa gas itu hanya mempunyai satu keadaan fizikal, tetapi untuk membawa udara untuk keadaan cecair belajar pada awal abad yang lalu. Ini dilakukan menggunakan mesin Linde, bahagian-bahagian utama yang tidak pemampat (motor, yang disediakan dengan pam) dan penukar haba, seperti dalam dua tiub dilancarkan dalam lingkaran, salah satu daripada yang diadakan di dalam yang lain. Komponen ketiga struktur adalah termos, pergi dalam dan gas cecair. bahagian-bahagian mesin ditutup dengan bahan penebat untuk menghalang akses kepada gas dari panas di luar. Terletak berhampiran mulut tiub dalaman ditamatkan pencekik.

kerja gas

Teknologi untuk menghasilkan udara cecair adalah agak mudah. Pertama, campuran gas itu dibersihkan daripada habuk, zarah air, serta karbon dioksida. Terdapat satu lagi komponen penting, tanpa mana ia akan menghasilkan cecair udara - tekanan. Melalui pemampat udara dimampatkan 200-250 atm, manakala penyejukan dengan air. Kemudian udara melalui penukar haba yang pertama, dan kemudian dibahagikan kepada dua aliran, yang lebih besar daripada yang di expander itu. Istilah ini merujuk kepada mesin omboh, yang bekerja dengan mengembangkan gas. Ia menukarkan tenaga keupayaan kepada mekanikal, dan gas disejukkan kerana melakukan kerja.

Lanjut, udara, membasuh penukar dua haba dan dengan itu penyejukan aliran kedua pada masa hadapan, keluar dan dikumpulkan dalam termos.

turboexpander

Walaupun kesederhanaan jelas, penggunaan expander tidak mungkin pada skala industri. Diperolehi dengan pendikitan gas melalui tiub nipis terlalu mahal, ia tidak cukup untuk mendapatkan berkesan dan memakan tenaga dan oleh itu tidak boleh diterima kepada industri. Pada awal abad yang lalu adalah persoalan memudahkan pengeluaran besi babi, dan bagi maksud ini ia telah dicadangkan untuk membuat bertiup dari udara dengan kandungan oksigen yang tinggi. Oleh itu terdapat satu soalan mengenai pengeluaran komersil yang kedua.

Omboh expander cepat tersumbat dengan air ais, supaya udara adalah perlu untuk pra-kering, yang menjadikan proses yang lebih rumit dan mahal. Membantu menyelesaikan masalah pembangunan expander turbo yang digunakan di tempat turbin omboh. Kemudian pengembang turbo telah digunakan semasa penyediaan dan gas lain.

permohonan

udara cecair biji saja tidak digunakan, produk perantaraan ini untuk mendapatkan gas tulen.

komponen pengasingan prinsip adalah berdasarkan kepada perbezaan dalam komponen campuran mendidih: oksigen mendidih pada -183 °, dan nitrogen di -196 °. suhu udara cecair adalah di bawah dua ratus darjah, dan pemanasan, ia adalah mungkin untuk menghasilkan pemisahan.

Apabila cecair mula perlahan-lahan hilang udara, nitrogen menyejat pertama, dan selepas itu telah sejat bahagian utama, pada suhu -183 ° oksigen mendidih. Hakikatnya adalah bahawa manakala nitrogen akan kekal di dalam campuran, ia tidak boleh terus kepada haba, walaupun menggunakan pemanas tambahan, tetapi sebaik sahaja sebahagian besar daripada nitrogen akan menyejat, campuran cepat mencapai suhu mendidih berikut bahagian campuran, iaitu oksigen.

pembersihan

Walau bagaimanapun dengan cara ini ia adalah mustahil untuk mendapatkan oksigen tulen dan nitrogen dalam satu operasi. Udara di dalam keadaan cecair ke langkah penyulingan pertama mengandungi kira-kira 78% nitrogen dan 21% oksigen, bagaimanapun, semakin jauh proses dan lebih kecil nitrogen cecair itu masih lebih dengan ia akan menguap dan oksigen. Apabila kepekatan nitrogen di dalam cecair jatuh kepada 50%, kandungan oksigen dalam wap itu meningkat kepada 20%. Oleh itu, gas sejat telah pekat sekali lagi dan tertakluk kepada penyulingan untuk kali kedua. Semakin besar distillations, yang lebih jelas akan menjadi produk yang dihasilkan.

dalam industri

Penyejatan dan pemeluwapan - dua proses lawan. Bendalir mesti menghabiskan haba, dan pada kedua - haba akan dikeluarkan. Jika tiada kehilangan haba, haba yang dibebaskan dan diserap semasa proses ini juga. Oleh itu jumlah oksigen pekat sebahagian besarnya sama dengan jumlah nitrogen yang sejat. Proses ini dipanggil penyulingan. Campuran kedua-dua gas terbentuk disebabkan penyejatan udara cecair lagi melaluinya, dan sebahagian daripada oksigen mengalir ke dalam kondensat, sekali gus memberi haba, dengan itu menguap sebahagian daripada nitrogen. Proses ini diulang kejamakan kali.

Industri penyediaan nitrogen dan oksigen berlaku dalam ruang pembetulan kononnya.

fakta menarik

Apabila bersentuhan dengan cecair oksigen banyak bahan-bahan menjadi rapuh. Selain itu, cecair oksigen - a oksidan yang kuat, bagaimanapun, memukul, bahan-bahan organik membakar, melepaskan banyak haba. Apabila impregnating cecair oksigen sebahagian daripada bahan-bahan ini menjadi sifat-sifat bahan letupan yang tidak terkawal. tingkah laku ini adalah ciri-ciri produk minyak, termasuk asfalt konvensional.