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aria liquida – la base per la produzione di ossigeno puro

Poiché tutti i gas hanno diversi stati di aggregazione, e può essere liquefatto, l'aria, costituito da una miscela di gas può anche essere un liquido. Fondamentalmente la produzione di aria liquida per la separazione da esso del puro ossigeno, azoto e argon.


Un po 'di storia

Fino al 19 ° secolo, gli scienziati credevano che il gas ha un solo stato fisico, ma per portare l'aria allo stato liquido appreso all'inizio del secolo scorso. Ciò è stato fatto utilizzando la macchina Linde, le parti principali dei quali il compressore (motore, provvisto di una pompa) ed uno scambiatore di calore, indicato come due tubi laminati in una spirale, uno dei quali è tenuto all'interno dell'altra. Il terzo componente della struttura era un thermos, andando dentro e gas liquefatto. parti della macchina sono stati coperti con materiali isolanti per impedire l'accesso al gas dal calore esterno. Situato vicino alla bocca del tubo interno viene terminata in un choke.

interventi sul gas

La tecnologia per la produzione di aria liquida è abbastanza semplice. In primo luogo, la miscela di gas viene purificato di polvere, particelle d'acqua, così come l'anidride carbonica. V'è un altro componente importante, senza il quale esso produrrà aria liquida – pressione. Mediante il compressore d'aria viene compressa a 200-250 atm, raffreddando con acqua. Poi l'aria passa attraverso il primo scambiatore di calore, e quindi divisa in due flussi, il maggiore dei quali è in espansione. Questo termine si riferisce ad una macchina pistone che agisce gas in espansione. Converte energia potenziale in meccanica, ed il gas viene raffreddato perché svolge un lavoro.

Inoltre, l'aria, lavare lo scambiatore di calore a due e quindi il raffreddamento del secondo flusso andando avanti, esce e raccolti nel thermos.

turboespansore

Nonostante la sua apparente semplicità, l'uso dell'espansore non è possibile su scala industriale. Ottenuto strozzando gas attraverso il tubo sottile è troppo costoso, non è sufficiente per ottenere efficacemente e consumo di energia e quindi inaccettabile per l'industria. Agli inizi del secolo scorso era la domanda di semplificare la produzione di ghisa, e per questo scopo è stato proposto di fare soffiando fuori l'aria con un alto contenuto di ossigeno. Così c'è stata una domanda circa la produzione commerciale di quest'ultimo.

L'espansore pistone rapidamente intasato con acqua ghiacciata, quindi l'aria è necessario pre-secco, che rende il processo più complicato e costoso. Contribuito a risolvere il problema dello sviluppo dell'espansore turbo è utilizzato al posto della turbina pistone. Dopo turboespansori sono state utilizzate durante la preparazione e altri gas.

applicazione

aria liquida da sola non è utilizzato, il prodotto intermedio per ottenere gas puri.

principio componenti isolamento si basa sulla differenza di componenti della miscela di ebollizione: ossigeno bolle a -183 °, e azoto a -196 °. temperatura dell'aria del liquido è inferiore duecento gradi, e riscaldandolo, è possibile produrre separazione.

Quando il liquido comincia ad evaporare lentamente aria, azoto evapora prima, e dopo che è evaporata la parte principale, ad una temperatura di -183 ° ossigeno ebollizione. Il fatto è che, mentre l'azoto rimane nella miscela, non può continuare a riscaldare, anche quando si utilizza un riscaldatore aggiuntivo, ma non appena la maggior parte dell'azoto evapora, la miscela è stata rapidamente raggiunto la temperatura di ebollizione seguente porzione della miscela, cioè ossigeno.

purificazione

Tuttavia in questo modo è impossibile ottenere ossigeno puro e azoto in una singola operazione. L'aria in stato liquido al primo stadio di distillazione contiene circa 78% di azoto e del 21% di ossigeno, tuttavia, quanto più il processo e minore è l'azoto liquido rimane nel più con esso evapora e ossigeno. Quando la concentrazione di azoto liquido scende al 50%, il contenuto di ossigeno nel vapore viene aumentata al 20%. Pertanto, il gas evaporato è stato condensato nuovamente e sottoposto a distillazione per la seconda volta. Maggiore è la distillazione, la più chiara saranno i prodotti risultanti.

nell'industria

Evaporazione e condensazione – due processi opposti. Il primo fluido deve spendere di calore, e al secondo – calore sarà rilasciato. Se non v'è alcuna perdita di calore, il calore liberato e assorbito durante questo processo pure. Così il volume di ossigeno condensata è sostanzialmente uguale al volume di azoto evaporato. Questo processo è chiamato distillazione. Una miscela dei due gas che si formano a causa dell'evaporazione di aria liquida passa di nuovo attraverso di essa, e parte dell'ossigeno passa nel condensato, dando così il calore, così evaporare parte dell'azoto. Il processo viene ripetuto una pluralità di volte.

Industriale preparazione di azoto e ossigeno avviene nelle cosiddette colonne di rettifica.

fatti interessanti

A contatto con l'ossigeno liquido molti materiali diventano fragili. Inoltre, ossigeno liquido – un potente ossidante, tuttavia, colpendolo, sostanze organiche bruciano, rilasciando molto calore. Quando impregnazione ossigeno liquido alcune di queste sostanze diventano proprietà esplosive incontrollabili. Questo comportamento è caratteristico dei prodotti petroliferi, che comprendono asfalto convenzionale.