Vloeibare lucht - de basis voor de productie van zuivere zuurstof

Aangezien alle gassen hebben verschillende aggregatietoestanden, en vloeibaar gemaakt kan worden, de lucht, bestaande uit een gasmengsel kan ook een vloeistof zijn. In principe produceren vloeibare lucht voor het scheiden daarvan van zuivere zuurstof, stikstof en argon.

Een beetje geschiedenis

Tot in de 19e eeuw, geloofden wetenschappers dat het gas slechts één fysieke toestand, maar om de lucht naar de vloeibare toestand geleerd aan het begin van de vorige eeuw te brengen. Dit werd gedaan met behulp van de Linde machine, de belangrijkste onderdelen daarvan waren de compressor (motor, voorzien van een pomp) en een warmtewisselaar, getoond als twee buizen opgerold in een spiraal, waarvan één wordt gehouden in de andere. De derde component van de constructie was een thermoskan, naar binnen en vloeibaar gas. Machinedelen werden afgedekt materialen om toegang tot gas van buitenaf hitte te voorkomen. Gelegen nabij de monding van de binnenbuis wordt beëindigd smoorspoel.

gas werk

De technologie voor de productie van vloeibare lucht is heel simpel. Eerst wordt het gasmengsel gezuiverde stof, waterdeeltjes, en kooldioxide. Er is een ander belangrijk onderdeel, zonder welke het vloeibare lucht produceert - druk. Door middel van de compressor lucht wordt gecomprimeerd tot 200-250 atm, terwijl werd gekoeld met water. Vervolgens passeert de lucht door de eerste warmtewisselaar en vervolgens verdeeld in twee stromen, waarvan de grootste in de expander. Deze term verwijst naar een zuigermachine, die werkt door het expanderend gas. Het zet potentiële energie in mechanische en gas wordt gekoeld omdat werkzaamheden verricht.

Voorts lucht, wassen beide warmtewisselaar en daarmee de tweede stroom toekomst afkoelen komt en opgevangen in de thermosfles.

turboexpander

Hoewel dit een eenvoudige, het gebruik van de zwelinrichting niet mogelijk op industriële schaal. Verkregen na verlaging van gas door de dunne buis te duur is, is het niet voldoende om effectief te verkrijgen en energie verbruiken en daarom onaanvaardbaar voor de industrie. Aan het begin van de vorige eeuw was de vraag van de vereenvoudiging van de productie van ruw ijzer, en voor dit doel wordt voorgesteld om ervoor te blazen uit de lucht met een hoog zuurstofgehalte. Zo was er een vraag over de commerciële productie van de laatste.

De zuiger expander snel verstopt met waterijs, zodat de lucht moet vooraf drogen, wat het proces ingewikkelder en duurder maakt. Hielp het probleem van de ontwikkeling van de turbo-expansie-oplossing wordt gebruikt in plaats van de zuiger turbine. Later turbo expanders zijn gebruikt tijdens de voorbereiding en andere gassen.

toepassing

Vloeibare lucht zich alleen niet gebruikt, dit tussenproduct zuivere gassen te verkrijgen.

isolatiecomponenten principe is gebaseerd op het verschil in kookpunt van het mengsel: zuurstof kookt bij -183 ° en stikstof bij -196 °. vloeibare luchttemperatuur minder dan tweehonderd graden en verwarmen, is het mogelijk om de scheiding te produceren.

Wanneer de vloeistof begint langzaam verdampen lucht, stikstof verdampt eerste en na het hoofddeel, bij een temperatuur van -183 ° kokende zuurstof verdampt. Het feit is dat terwijl de stikstof in het mengsel blijft, kan niet doorgaan met warmte, zelfs bij gebruik van een extra verwarming, maar zodra meeste stikstof verdampt, werd het mengsel snel bereikte kookpunt na gedeelte van het mengsel, d.w.z. zuurstof.

zuivering

Echter op deze wijze is het onmogelijk om zuivere zuurstof en stikstof te verkrijgen in een enkele bewerking. De lucht in vloeibare toestand naar de eerste destillatiestap bevat ongeveer 78% stikstof en 21% zuurstof, maar hoe verder het proces en hoe kleiner de vloeibare stikstof blijft in de meer mee verdampen en zuurstof. Wanneer de stikstofconcentratie in vloeibare daalt tot 50%, wordt het zuurstofgehalte in de dampfase verhoogd tot 20%. Daarom werd het verdampte gas opnieuw gecondenseerd en onderworpen aan destillatie voor de tweede keer. Hoe groter de destillaties, hoe duidelijker zullen de verkregen producten.

in de industrie

Verdamping en condensatie - twee tegengestelde processen. De eerste vloeistof moet warmte te brengen, en bij de tweede - warmte zal worden vrijgegeven. Als er geen warmteverlies, vrijgegeven en geabsorbeerd de warmte tijdens dit proces ook. Waardoor het volume van de gecondenseerde zuurstof in hoofdzaak gelijk aan het volume van de verdampte stikstof. Dit proces heet destillatie. Een mengsel van de twee gassen gevormd door verdamping van vloeibare lucht passeert weer, en sommige van de zuurstof overgaat in het condensaat, waardoor warmte geven, waardoor een deel van de stikstof verdampt. Het proces herhaalt zich een aantal malen.

Industriële bereiding van stikstof en zuurstof vindt plaats in de zogenaamde rectificeerkolommen.

interessante feiten

Bij contact met de vloeibare zuurstof vele materialen bros. Bovendien, vloeibare zuurstof - een krachtige oxidant, maar raken het, organische stoffen te verbranden, het vrijgeven van veel warmte. Als impregneervloeistof zuurstof sommige stoffen onbeheersbaar explosieve eigenschappen. Dit gedrag is kenmerkend voor olieproducten, die gebruikelijk asfalt omvatten.