Ciekłe powietrze – podstawa do wytwarzania czystego tlenu

Ponieważ wszystkie gazy z kilku stanów skupienia i mogą być skroplone powietrze, składającego się z mieszaniny gazów może być również cieczą. Zasadniczo wytwarzać ciekłe powietrze do oddzielania od niego czystego tlenu, azotu i argonu.

Trochę historii

Aż do 19 wieku, naukowcy uważali, że gaz ma tylko jeden stan fizyczny, ale w celu doprowadzenia powietrza do cieczy już nauczył się w ciągu ostatniego stulecia. Zostało to wykonane przy użyciu urządzenia Linde, której główne części były sprężarki (silnik, zaopatrzony w pompę) i wymiennika ciepła, przedstawione w postaci dwóch rur zwiniętego w spiralę, z których jeden jest utrzymywany wewnątrz drugiej. Trzecim elementem konstrukcji była termos, dzieje wewnątrz i skroplonego gazu. Części maszynowe pokryte materiałem izolacyjnym, w celu uniemożliwienia dostępu do gazu z ciepła na zewnątrz. Położony blisko wylotu rury wewnętrznej jest zamknięte w dławik.

praca gaz

Technologia wytwarzania ciekłego powietrza jest dość prosta. Najpierw gazową mieszaninę oczyszcza się z kurzu, cząsteczek wody, jak również dwutlenek węgla. Jest innym ważnym składnikiem, którego nie będzie wytwarzać ciekłe powietrze – ciśnienie. Za pomocą kompresora powietrza sprężonego do 200-250 kPa, przy jednoczesnym chłodzeniu wodą. Następnie powietrze przepływa przez pierwszy wymiennik ciepła i dzieli się na dwa strumienie, z których większy jest w ekspanderze. Termin ten odnosi się do maszyny tłokowej, która działa poprzez rozszerzenie gazu. Konwertuje energii potencjalnej w energię mechaniczną, a gaz jest chłodzony, ponieważ wykonuje pracę.

Ponadto, pneumatyczne, dwa przemywania wymiennika ciepła, a tym samym schładzania drugiego strumienia przyszłości, wychodzi i zbierane w termosy.

turborozprężarka

Pomimo pozornej prostoty, zastosowanie ekspandera nie jest możliwe na skalę przemysłową. Otrzymany przez dławienie gazu przez cienką rurkę jest zbyt kosztowne, nie wystarcza, aby skutecznie uzyskać i energochłonny, a zatem nie do przyjęcia dla przemysłu. Na początku ubiegłego wieku była kwestia uproszczenia produkcji surówki, iw tym celu zaproponowano, aby wydmuchiwania powietrza z dużą zawartością tlenu. Zatem nie było mowy o handlowej produkcji tego ostatniego.

Ekspander tłok szybko zatkany wodą z lodem, więc powietrze jest konieczne wstępne suchy, co sprawia, że sposób jest bardziej skomplikowany i kosztowny. Pomogły rozwiązać problem rozwoju ekspandera turbo jest używany zamiast turbiny tłoka. Później turborozprężarek zostały wykorzystane podczas przygotowywania i innych gazów.

aplikacja

Samo tylko ciekłe powietrze nie jest używana, to produkt pośredni, w celu uzyskania czystych gazów.

Zasada elementy izolacyjne opiera się na różnicy w temperaturze wrzenia składników mieszaniny Tlen wrze w temperaturze -183 ° C i atmosferze azotu w temperaturze -196 ° C. ciecz temperatura powietrza jest niższa niż dwustu stopni i ogrzewaniu, to możliwe jest wytworzenie separacji.

Gdy płyn zaczyna się powoli odparowuje powietrze, azot paruje pierwszy i po odparowaniu główną część, w temperaturze od -183 ° wrzących tlenu. Faktem jest, że podczas gdy azot pozostaje w mieszaninie nie może nadal ciepła, nawet przy użyciu dodatkowego podgrzewacza, ale jak tylko większość azotu odparowuje mieszaninę szybko osiągnęła temperaturę wrzenia po części mieszaniny, to znaczy tlen.

oczyszczenie

Jednak w ten sposób nie jest możliwe, aby uzyskać czysty tlen i azot w jednej operacji. Powietrze w stanie ciekłym do pierwszego etapu destylacji, zawiera około 78% azotu i 21% tlenu, jednakże, dalej proces oraz tym mniejsza jest ciekły azot pozostaje w więcej z wyparuje i tlenu. Gdy stężenie azotu w cieczy spadnie do 50%, zawartość tlenu w parze jest zwiększona o 20%. W związku z tym, odparowany gaz skrapla się ponownie i poddaje destylacji po raz drugi. Im większa destylacji, tym wyraźniej będzie uzyskane produkty.

w przemyśle

Odparowanie i skraplanie – dwa procesy przeciwnej. Pierwszy płyn musi wydać ciepło, a na drugim – ciepło zostanie zwolniony. Jeśli nie ma strat ciepła, uwalniane ciepło i wchłaniane w trakcie tego procesu, jak również. Zatem ilość skroplonego tlenu jest zasadniczo równa objętości odparowanej azotu. Proces ten nazywany jest destylacja. Mieszanina dwóch gazów powstałych w wyniku odparowania ciekłego powietrza ponownie przechodzi przez nią, a niektóre z tlenem przechodzi do naczynia, co daje ciepło, w ten sposób odparować część azotu. Proces powtarza się wiele razy.

Przemysłowego przygotowania azotu i tlenu, następuje w tak zwanej kolumny rektyfikacyjnej.

ciekawostki

Po kontakcie z ciekłym tlenem wiele materiały stają się kruche. Poza lox – bardzo silnym utleniaczem, jednak ukryć, że substancje organiczne spalić, uwalniając duże ilości ciepła. Podczas impregnacji ciekłego tlenu, niektóre z tych substancji się niekontrolowane właściwości wybuchowe. Takie zachowanie jest charakterystyczne dla produktów ropy naftowej, które zawierają konwencjonalny asfaltu.