Kapalný vzduch - základ pro výrobu čistého kyslíku

Vzhledem k tomu, všechny plyny mají několik stavy agregace, a může být zkapalněný vzduch, sestávající ze směsi plynů může být také kapalný. V podstatě vyrobit kapalný vzduch pro separaci z nich z čistého kyslíku, dusíku a argonu.

Trocha historie

Až do 19. století se vědci domnívali, že plyn má pouze jeden fyzický stav, ale aby vzduch do kapalného stavu se naučili na počátku minulého století. To bylo provedeno použitím stroje Linde, hlavní části, ze kterých se kompresor (motor, opatřený čerpadlem) a tepelný výměník, jak je zobrazeno obou trubek válcovaných do spirály, z nichž jeden je v držení uvnitř druhého. Třetí složka struktury byl termosky, děje uvnitř a zkapalněný plyn. Strojní součásti byly pokryty izolační materiály, aby se zabránilo přístupu k plynu z vnějšího tepla. Nachází se v blízkosti ústí vnitřní trubky je ukončen v tlumivce.

plynařské práce

Technologie pro výrobu tekutého vzduchu je poměrně jednoduchý. Za prvé, plynná směs se čistí prachu, vodních částic, stejně jako oxid uhličitý. Tam je další důležitou součástí, bez níž bude produkovat kapalný vzduch - tlak. Prostřednictvím kompresoru vzduchu se stlačuje na 200-250 atm, za chlazení s vodou. Potom se vzduch prochází přes první tepelný výměník, a pak se dělí do dvou proudů, z nichž větší je v expandéru. Tento termín se vztahuje na pístového stroje, který pracuje podle rozpínajícího se plynu. Převádí potenciální energii na mechanickou, a plyn se ochladí, protože vykonává práci.

Dále, vzduch, promytím dvěma tepelného výměníku, a tím chlazení druhého proudu do budoucna, vyjde a shromažďovány v termosce.

turboexpandér

Přes svou zdánlivou jednoduchost použití expanzního není možné v průmyslovém měřítku. Získané škrcení plynu přes tenkou trubicí je příliš drahé, není dostatečně efektivně získat a energeticky náročné, a proto nepřijatelné pro průmysl. Na začátku minulého století byla otázka zjednodušení výroby surového železa, a za tímto účelem bylo navrženo, aby se foukání vzduchu s vysokým obsahem kyslíku. Tak tam byla otázka o komerční výrobu druhé.

Píst expandér rychle ucpané vodního ledu, takže vzduch je třeba předem za sucha, což činí proces složitější a dražší. Pomohl vyřešit problém vývoje turboexpandéru je používán v místě pístu turbíny. Později byly použity turbo expandéry během přípravy a dalších plynů.

přihláška

Kapalný vzduch sám sám není použit, tento meziprodukt se získá čistý plyn.

Princip izolační součásti je založena na rozdílu ve vroucím složek směsi: kyslík vře při -183 °, a dusíku při teplotě -196 ° C. Teplota kapaliny vzduchu je nižší než dvě stě stupňů, a zahříváním, je možno vyrobit separaci.

Když se kapalina začne pomalu se odpařil vzduch, dusík odpařuje nejdříve, a poté, co se odpaří na hlavní část, při teplotě v rozmezí -183 ° C s teplotou varu kyslík. Faktem je, že když je dusík zůstane ve směsi, nemůže pokračovat na teplo, a to i při použití přídavného topení, ale jakmile většina dusíku se odpaří, směs se rychle dosáhla teploty varu po části směsi, tj kyslíku.

čištění

Nicméně tímto způsobem je možné získat čistý kyslík a dusík v jedné operaci. Vzduch v kapalném stavu do prvního destilačního stupně obsahuje asi 78% dusíku a 21% kyslíku, nicméně, dál proces a tím menší je kapalný dusík zůstává ve více se bude odpařovat a kyslík. Když je koncentrace dusíku v kapalině klesá na 50%, je obsah kyslíku v páře se zvýší na 20%. Proto se odpaří plyn kondenzuje znovu a podrobí se destilaci podruhé. Čím větší jsou destilace, tím ostřejší bude výsledné produkty.

v průmyslu

Po odpaření a kondenzace - dva protichůdné procesy. První tekutina musí strávit teplo, a na druhé - teplo bude uvolněna. Pokud nedochází ke ztrátám tepla, že teplo a absorbována v průběhu tohoto procesu stejně. Tak je objem kondenzované kyslíku se v podstatě rovná objemu odpařeného dusíku. Tento proces se nazývá destilace. Směs těchto dvou plynů vzniklých v důsledku odpařování kapalného vzduchu opět jím prochází, a některé z kyslíku přechází do kondenzátu, a umožňuje tak teplo, čímž se odpaří část dusíku. Tento postup se opakuje několikrát.

Průmyslová příprava dusíku a kyslíku probíhá v tzv rektifikační kolony.

zajímavosti

Při styku s kapalným kyslíkem mnoho materiálů křehnou. Kromě toho, kapalný kyslík - silný oxidant, nicméně, že uhodí to, organické látky hoří, uvolňuje mnoho tepla. Při impregnaci kapalného kyslíku některé z těchto látek se vymkne kontrole výbušné vlastnosti. Toto chování je charakteristické pro ropné produkty, které zahrnují konvenční asfaltu.