Tekući zrak - osnova za proizvodnju čistog kisika

Budući da su svi plinovi imaju nekoliko stanja agregacije, a može biti tekući, zrak, koji se sastoji od smjese plinova može biti i tekućina. U osnovi se dobije tekući zrak za odvajanje iz njega čistog kisika, dušika i argon.

Malo povijesti

Do 19. stoljeća, znanstvenici su vjerovali da se plin ima samo jedan fizičkog stanja, no kako bi zrak u tekuće stanje naučene na početku prošlog stoljeća. To je bilo učinjeno pomoću Linde stroj, čiji su glavni dijelovi bili kompresora (motor, snabdjevena s pumpom) i izmjenjivač topline, kao što je prikazano dvije cijevi valjane u spiralu, od kojih se održava unutar druge. Treća komponenta strukture bio termos, ide unutar i ukapljenog plina. Strojni dijelovi su pokriveni sa izolacijskim materijalima, kako bi se spriječilo pristup plinu iz vanjskog topline. Smješten u neposrednoj blizini ušća unutarnje cijevi prestaje na prigušnicu.

rad plina

Tehnologija proizvodnje tekućeg zraka je vrlo jednostavna. Prvo, smjesa plinova je pročišćen od prašine, čestice u vodi, kao i ugljikov dioksid. Postoji još jedna važna komponenta, bez koje će proizvoditi tekući zrak - tlak. Pomoću kompresora zraka komprimira na 200-250 atm, a hlađenje vodom. Tada zrak prolazi kroz prvi izmjenjivač topline, a zatim se dijeli u dvije struje, od kojih je veći je u Expander. Ovaj pojam odnosi se na klipni stroj, koji radi širenjem plina. Ona pretvara potencijalnu energiju u mehaničku, a plin se hladi, jer obavlja posao.

Nadalje, klima, pranje izmjenjivač dva topline i time hlađenje drugi tok ide naprijed, izlazi i uzima u termos.

turboexpander

Unatoč prividnoj jednostavnosti, korištenje za proširenje nije moguće na industrijskoj razini. Dobiveni prigušivanjem plina kroz tanku cijev je preskupo, to nije dovoljno učinkovito dobiti i energija trajati i stoga neprihvatljivo industriji. Početkom prošlog stoljeća bilo je pitanje pojednostavi proizvodnju sirovog željeza, a za tu svrhu predloženo je da bi ispuhivanje zraka s visokim sadržajem kisika. Tako je bilo pitanje o komercijalnoj proizvodnji potonje.

Klip Expander brzo začepljen sa leda, tako da zrak potrebno je prethodno suho, što čini proces složeniji i skuplji. Pomogao riješiti problem razvoja turbo za proširenje koristi umjesto klipa turbine. Kasnije turbo ekspanderi su korišteni tijekom pripreme i drugih plinova.

primjena

Tekući zrak sam sama ne koristi, ovaj poluproizvod za dobivanje čistih plinova.

Princip komponente izolacija je na temelju razlike u kipuću komponenti smjese: kisik vrelište -183 °, i dušik na -196 ° C. Temperatura tekućine zraka ispod dvjesto stupnjeva, i grijanje, moguće je proizvesti odvajanje.

Kada se tekućina počinje polako se upari zrak, dušik isparava najprije, a nakon što je uparen glavnu ulogu, na temperaturi od -183 ° C vrelišta kisik. Činjenica je da, dok je dušik ostaje u smjesi, ne može nastaviti na toplinu, čak i kada koristite dodatni grijač, ali čim veći dio dušika će ispariti, smjesa brzo je postignut vrelišta nakon dijela smjese, tj kisika.

pročišćavanje

No na taj način da je nemoguće dobiti čisti kisik i dušik u jednoj operaciji. Zrak u tekućem stanju u prvom stupnju destilaciju sadrži približno 78% dušika i 21% kisika, međutim, dalje i postupak je manji tekućeg dušika i dalje u više od će ispariti i kisik. Kada se koncentracija dušika u tekućini padne na 50%, sadržaj kisika u pari se povećava do 20%. Stoga je uparen plin kondenziran i ponovno podvrgne destilaciji po drugi put. Što je veća destilacije, jasnije će biti njihov proizvod.

u industriji

Isparavanje i kondenzacija - dvije suprotstavljene procesa. Prvi tekućine mora provesti toplinu, a na drugom - toplina će biti objavljen. Ako nema gubitka topline, toplina objavljen i apsorbira u tom procesu. Tako volumen kondenziranog kisika u biti jednak volumenu isparene dušika. Ovaj proces se naziva destilacije. Smjesa dvaju plinova nastalih uslijed isparavanja tekućeg zraka ponovno prolazi kroz njega, a neke od kisika prelazi u kondenzat, dajući topline, da bi se evaporirao i jedan dio dušika. Postupak se ponavlja više puta.

Industrijski priprema dušika i kisika odvija u tzv ispravljanja stupaca.

zanimljivosti

Nakon kontakta s tekućim kisikom mnogi materijali postaju krhki. Nadalje, tekući kisik - snažan oksidans, međutim, udaranje, organske tvari izgorjeti, oslobađajući mnogo topline. Kada impregnacija tekući kisik neke od tih tvari postati nekontroliran eksplozivna svojstva. Ovo ponašanje je karakteristika naftnih proizvoda, koji uključuju konvencionalne asfalt.