الهواء السائل - أساسا لإنتاج الأكسجين النقي

وبما أن جميع الغازات لها عدة ولايات من التجميع، ويمكن المسال، والهواء، ويتكون من خليط الغاز يمكن أيضا أن يكون السائل. تنتج أساسا الهواء السائل للانفصال عنها من الأكسجين النقي والنيتروجين والأرجون.

القليل من التاريخ

حتى القرن ال19، العلماء يعتقدون أن غاز واحد فقط الحالة المادية، ولكن لجلب الهواء إلى الحالة السائلة المستفادة في بداية القرن الماضي. وقد تم ذلك باستخدام آلة لينده، الأجزاء الرئيسية منها الضاغط (السيارات، مع توفير مضخة) ومبادل حراري، كما هو موضح أنبوبين توالت في دوامة، واحدة منها تقام داخل الآخر. وكان العنصر الثالث للهيكل الترمس، والذهاب داخل و الغاز المسال. غطيت وقطع غيار الآلات مع المواد العازلة للحيلولة دون الوصول إلى الغاز من الحرارة الخارجية. يقع بالقرب من مصب الانبوب الداخلي يتم إنهاء في خنق.

عمل الغاز

التكنولوجيا لإنتاج الهواء السائل بسيطة للغاية. أولا، يتم تنقيته خليط الغاز من الغبار وجزيئات الماء، وكذلك ثاني أكسيد الكربون. وهناك عنصر آخر مهم، والتي بدونها سوف تنتج الهواء السائل - الضغط. عن طريق ضاغط الهواء المضغوط إلى 200-250 أجهزة الصراف الآلي، في حين التبريد بالماء. ثم يمر الهواء من خلال مبادل حراري الأول، ومن ثم تقسيمها إلى تيارين، وأكبر من الذي هو في المتوسع. ويشير هذا المصطلح إلى جهاز المكبس، الذي يعمل عن طريق توسيع الغاز. كان تحويل الطاقة الكامنة في الميكانيكية، ويتم تبريد الغاز ليؤدي عملا.

وعلاوة على ذلك، والهواء، وغسل المبادلات اثنين من الحرارة وبالتالي التبريد تدفق الثاني للمضي قدما، ويأتي بها والتي تم جمعها في الترمس.

التوربينات المتوسع

وعلى الرغم من بساطته الظاهرة، واستخدام موسع غير ممكن على نطاق صناعي. التي حصلت عليها اختناق الغاز عبر أنبوب رفيع مكلفة للغاية، لا يكفي للحصول على نحو فعال والمستهلكة للطاقة، وبالتالي من غير المقبول لهذه الصناعة. في بداية القرن الماضي كانت مسألة تبسيط إنتاج الحديد الخام، ولهذا الغرض اقترح جعل تهب من الهواء مع محتوى الاكسجين عالية. وهكذا كان هناك سؤال حول الإنتاج التجاري لهذه الأخيرة.

المتوسع مكبس انسداد بسرعة مع جليد الماء، لذلك ليس من الضروري قبل جافة، الأمر الذي يجعل العملية أكثر تعقيدا وتكلفة الهواء. ساعد في حل مشكلة تطوير المتوسع توربو يستخدم بدلا من التوربينات المكبس. وفي وقت لاحق تم استخدام موسعات توربو أثناء إعداد والغازات الأخرى.

تطبيق

لم يتم استخدام الهواء السائل نفسه وحدها، وهذا منتج وسيط للحصول على غازات الصافية.

ويستند مبدأ مكونات العزلة على الفرق في درجة الغليان مكونات خليط من: يغلي الأكسجين عند -183 درجة مئوية، والنيتروجين في -196 درجة. درجة حرارة الهواء السائل أقل من مائتي درجة، وتسخينه، فمن الممكن أن ينتج الانفصال.

عندما يبدأ السائل لتتبخر ببطء الهواء والنيتروجين يتبخر أولا، وبعد أن تبخرت الجزء الرئيسي، عند درجة حرارة -183 درجة الغليان الأكسجين. والحقيقة هي أنه في حين لا يزال النيتروجين في الخليط، وأنه لا يمكن أن يستمر للحرارة، حتى عند استخدام سخان إضافي، ولكن بمجرد أن معظم النيتروجين سوف تتبخر، وخليط وبسرعة وصلت إلى درجة حرارة الغليان التالية جزء من الخليط، أي الأكسجين.

تنقية

ولكن بهذه الطريقة فإنه من المستحيل الحصول على الأكسجين النقي والنيتروجين في عملية واحدة. الهواء في الحالة السائلة إلى الخطوة التقطير الأولى يحتوي على حوالي 78٪ نيتروجين و 21٪ أكسجين، ومع ذلك، وأبعد العملية ويبقى أصغر النيتروجين السائل في أكثر معها سوف تتبخر والأكسجين. عندما ينخفض تركيز النيتروجين في السائل إلى 50٪، وزيادة نسبة الأكسجين في بخار إلى 20٪. لذلك، تم تكثيف الغاز المتبخر مرة أخرى وتعرض لتقطير للمرة الثانية. وكلما زاد التقطير، وأكثر وضوحا ستكون المنتجات الناتجة عن ذلك.

في الصناعة

التبخر والتكثيف - عمليتين المعارضة. السائل الأول الذي يجب أن تنفق الحرارة، وفي الثانية - الحرارة سيتم الافراج عنهم. إذا لم يكن هناك فقدان الحرارة، والحرارة أصدرت واستوعبت خلال هذه العملية أيضا. وهكذا فإن حجم الأوكسجين المكثف يساوي إلى حد كبير في حجم النيتروجين تبخرت. وهذا ما يسمى عملية التقطير. مزيج من اثنين من الغازات تشكلت بسبب التبخر من الهواء السائل يمر مرة أخرى من خلال ذلك، وبعض من الأوكسجين يمر في المكثفات، مما يعطي حرارة، وبالتالي لتتبخر بعض من النيتروجين. يتم تكرار العملية وافر من الأوقات.

الصناعي إعداد النيتروجين والأكسجين ويحدث في ما يسمى أعمدة التصحيح.

حقائق مثيرة للاهتمام

على اتصال مع الأكسجين السائل العديد من المواد تصبح هشة. وعلاوة على ذلك، الأكسجين السائل - للأكسدة قوية، ومع ذلك، ضربه، والمواد العضوية حرق، والإفراج عن الكثير من الحرارة. عندما يتشرب الأكسجين السائل بعض من هذه المواد تصبح الخواص التفجيرية لا يمكن السيطرة عليها. هذا السلوك هو سمة من المنتجات النفطية، والتي تشمل الإسفلت التقليدي.