Kvapalný vzduch - základ pre výrobu čistého kyslíka

Vzhľadom k tomu, všetky plyny majú niekoľko stavy agregácie, a môže byť skvapalnený vzduch, pozostávajúci zo zmesi plynov môže byť tiež kvapalný. V podstate vyrobiť kvapalný vzduch pre separáciu z nich z čistého kyslíka, dusíka a argónu.

trocha histórie

Až do 19. storočia sa vedci domnievali, že plyn má iba jeden fyzický stav, ale aby vzduch do kvapalného stavu sa naučili na začiatku minulého storočia. To bolo vykonané použitím stroja Linde, hlavné časti, z ktorých sa kompresor (motor, opatrený čerpadlom) a tepelný výmenník, ako je zobrazené oboch rúr valcovaných do špirály, z ktorých jeden je v držbe vnútri druhého. Tretia zložka štruktúry bol termosky, deje vnútri a skvapalnený plyn. Strojové súčiastky boli pokryté izolačné materiály, aby sa zabránilo prístupu k plynu z vonkajšieho tepla. Nachádza sa v blízkosti ústia vnútornej rúrky je ukončený v tlmivke.

plynárenskom práce

Technológie pre výrobu tekutého vzduchu je pomerne jednoduchý. Po prvé, plynná zmes sa čistí prachu, vodných častíc, rovnako ako oxid uhličitý. Tam je ďalšou dôležitou súčasťou, bez ktorej bude produkovať kvapalný vzduch - tlak. Prostredníctvom kompresora vzduchu sa stláča na 200-250 atm, za chladenie s vodou. Potom sa vzduch prechádza cez prvý tepelný výmenník, a potom sa delia do dvoch prúdov, z ktorých väčšia je v expandéra. Tento termín sa vzťahuje na piestového stroja, ktorý pracuje podľa rozpínajúceho sa plynu. Prevádza potenciálnu energiu na mechanickú, a plyn sa ochladí, pretože vykonáva prácu.

Ďalej, vzduch, premytím dvoma tepelného výmenníka, a tým chladenie druhého prúdu do budúcnosti, vyjde a zhromažďované v termoske.

turboexpandéry

Napriek svojej zdanlivej jednoduchosť použitia expanzného nie je možné v priemyselnom meradle. Získané škrtenia plynu cez tenkú trubicou je príliš drahé, nie je dostatočne efektívne získať a energeticky náročné, a preto neprijateľné pre priemysel. Na začiatku minulého storočia bola otázka zjednodušenie výroby surového železa, a na tento účel bolo navrhnuté, aby sa fúkanie vzduchu s vysokým obsahom kyslíka. Tak tam bola otázka o komerčnú výrobu druhej.

Piest expandér rýchlo upchaté vodného ľadu, takže vzduch je potrebné vopred za sucha, čo činí proces zložitejší a drahší. Pomohol vyriešiť problém vývoja Turboexpandéry je používaný v mieste piestu turbíny. Neskôr boli použité turbo expandéry počas prípravy a ďalších plynov.

prihláška

Kvapalný vzduch sám sám nie je použitý, tento medziprodukt sa získa čistý plyn.

Princíp izolačné súčasti je založená na rozdiele vo vriacom zložiek zmesi: kyslík vrie pri -183 °, a dusíka pri teplote -196 ° C. Teplota kvapaliny vzduchu je nižšia ako dvesto stupňov, a zahrievaním, je možné vyrobiť separáciu.

Keď sa kvapalina začne pomaly sa odparila vzduch, dusík odparuje najskôr, a potom, čo sa odparí na hlavnú časť, pri teplote v rozmedzí -183 ° C s teplotou varu kyslík. Faktom je, že keď je dusík zostane v zmesi, nemôže pokračovať na teplo, a to aj pri použití prídavného kúrenia, ale akonáhle väčšina dusíka sa odparí, zmes sa rýchlo dosiahla teplotu varu po časti zmesi, tj kyslíka.

čistenie

Avšak týmto spôsobom je možné získať čistý kyslík a dusík v jednej operácii. Vzduch v kvapalnom stave do prvého destilačného stupňa obsahuje asi 78% dusíka a 21% kyslíka, však, ďalej proces a tým menšia je kvapalný dusík zostáva vo viac sa bude odparovať a kyslík. Keď je koncentrácia dusíka v kvapaline klesá na 50%, je obsah kyslíka v pare sa zvýši na 20%. Preto sa odparí plyn kondenzuje znovu a podrobí sa destilácii druhýkrát. Čím väčšie sú destilácie, tým ostrejšie bude výsledné produkty.

v priemysle

Po odparení a kondenzácia - dva protichodné procesy. Prvá tekutina musí stráviť teplo, a na druhej - teplo bude uvoľnená. Ak nedochádza k stratám tepla, že teplo a absorbovaná v priebehu tohto procesu rovnako. Tak je objem kondenzovanej kyslíka sa v podstate rovná objemu odpareného dusíka. Tento proces sa nazýva destilácie. Zmes týchto dvoch plynov vzniknutých v dôsledku vyparovania kvapalného vzduchu opäť ním prechádza, a niektoré z kyslíka prechádza do kondenzátu, a umožňuje tak teplo, čím sa odparí časť dusíka. Tento postup sa opakuje niekoľkokrát.

Priemyselná príprava dusíka a kyslíka prebieha v tzv rektifikačnej kolóny.

zaujímavosti

Pri styku s kvapalným kyslíkom mnoho materiálov krehnú. Okrem toho, kvapalný kyslík - silný oxidant, však, že udrie to, organické látky horí, uvoľňuje mnoho tepla. Pri impregnáciu kvapalného kyslíka niektoré z týchto látok sa vymkne kontrole výbušné vlastnosti. Toto správanie je charakteristické pre ropné produkty, ktoré zahŕňajú konvenčné asfaltu.