Hawa cair - jadi dadasar pikeun produksi oksigén murni

Kusabab sakabeh gas kudu sababaraha nagara bagian tina aggregation, sarta bisa liquefied, hawa, nu diwangun ku campuran gas tiasa ogé jadi cairan. Dasarna ngahasilkeun hawa cairan pikeun separation therefrom oksigén murni, nitrogén sarta argon.

A sajarah saeutik

Nepi ka abad ka-19, para ilmuwan dipercaya yén gas boga ngan hiji kaayaan fisik, tapi mawa hawa kana kaayaan cair diajar di awal abad ka tukang. Hal éta dipigawé ngagunakeun mesin Linde, bagian utama mana éta compressor (motor, disadiakeun kalawan pompa a) jeung hiji exchanger panas, ditémbongkeun salaku dua tabung digulung dina spiral a, salah sahiji nu diayakeun di jero lianna. Komponén katilu struktur ieu thermos, bade di jero sarta gas liquefied. Mesin bagian anu ditutupan ku insulating bahan guna nyegah aksés ka gas tina panas luar. Lokasina deukeut muara tina tube jero ieu terminated di cuk a.

karya gas

Téknologi pikeun ngahasilkeun hawa cairan cukup basajan. Kahiji, campuran gas anu dimurnikeun tina lebu, partikel cai, kitu ogé karbon dioksida. Aya komponén penting séjén, tanpa nu eta bakal ngahasilkeun hawa cair - tekanan. Ku cara maké di compressor hawa ieu dikomprés kana 200-250 atm, bari cooling eta cai. Lajeng hawa ngaliwatan éta exchanger panas heula, lajeng dibagi jadi dua aliran, anu gedé anu aya dina expander nu. istilah ieu nujul ka mesin piston, anu gawéna dumasar ngembangna gas. Ieu ngarobah énergi poténsial kana mékanis, jeung gas anu leuwih tiis kusabab ngalakukeun jalan.

Salajengna, hawa, ngumbah nu exchanger dua panas sarta kukituna cooling aliran kadua bade maju, asalna kaluar jeung dikumpulkeun dina thermos.

turboexpander

Sanajan kesederhanaan katempo na, pamakéan expander nu teu mungkin di hiji skala industri. Diala ku throttling gas ngaliwatan tube ipis teuing mahal, teu cukup nepi ka éféktif ménta sarta consuming energi jeung kituna unacceptable kana industri. Dina awal abad ka-panungtungan éta sual ngajarkeun produksi beusi babi, jeung tujuan ieu eta munggaran diajukeun sangkan niupan kaluar tina hawa sareng eusi oksigén tinggi. Kituna aya patarosan ngeunaan produksi komérsial anu dimungkinkeun.

The expander piston gancang clogged kalawan és cai, jadi hawa perlu tos garing, nu ngajadikeun proses beuki pajeulit jeung mahal. Mantuan ngabéréskeun masalah ngembangkeun tina expander turbo dipaké dina tempat nu turbin piston. Engké expanders turbo geus dipaké salila persiapan sarta gas séjén.

aplikasi

hawa cair sorangan nyalira teu dipake, produk panengah ieu ménta gas murni.

Prinsip komponén isolasi dumasar kana bédana dina komponén tina campuran ngagolakkeun: oksigén bisul dina -183 °, sarta nitrogen dina -196 °. suhu hawa cairan anu handap dua ratus derajat, sarta Élmu sarta Téknik éta, kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun ngahasilkeun separation.

Nalika cairanana dimimitian pikeun lalaunan menguap hawa, nitrogén evaporates kahiji, sarta sanggeus éta geus ngejat bagian utama, dina suhu -183 ° oksigén ngagolak. nyatana eta bari nitrogén tetep di campuran, éta teu bisa neruskeun panas, sanajan maké hiji manaskeun tambahan, tapi pas paling nitrogén bakal menguap, campuran ieu gancang ngahontal ngagolakkeun suhu handap nyangkokkeun sabagian campuran, i.e. oksigén.

purifikasi

Sanajan cara ieu mustahil pikeun ménta oksigén murni tur nitrogén dina operasi tunggal. Hawa di kaayaan cair kana hambalan distilasi mimiti ngandung kira 78% nitrogén sarta 21% oksigén kitu, leuwih tebih prosés jeung leutik nu nitrogén cairan tetep di langkung ku eta bakal menguap jeung oksigén. Nalika konsentrasi nitrogén dina cairan pakait ka 50%, eusi oksigén di uap anu ngaronjat nepi ka 20%. Ku alatan éta, gas ngejat ieu condensed sakali deui sarta subjected mun distilasi pikeun kadua kalina. Nu leuwih gede di distillations, anu jelas bakal produk anu dihasilkeun.

di industri

Évaporasi na kondensasi - dua prosés lawan. Cairan mimitina kudu méakkeun panas, sarta di detik - panas bakal dileupaskeun. Lamun teu aya leungitna panas, panas dileupaskeun sarta diserep salila proses ieu ogé. Kituna volume oksigén condensed nyaéta substansi sarua jeung volume di nitrogén ngejat. Proses ieu disebut ngaranggitkeun distilasi. A campuran éta dua gas kabentuk alatan évaporasi tina hawa cair deui ngaliwatan eta, sarta sababaraha oksigén nu pas kana condensate nu, sahingga méré panas, kukituna mun menguap sababaraha nitrogén. prosés nu ngulan a pluralitas kali.

Industrial persiapan nitrogén sarta oksigén lumangsung dina nu disebut kolom rectification.

fakta metot

Kana kontak jeung oksigén cair loba bahan jadi regas. Leuwih ti éta, cairan oksigén - a oxidant kuat kitu, nganiaya éta, zat organik kaduruk, ngaleupaskeun teuing panas. Nalika impregnating oksigén cair sababaraha zat ieu jadi pasipatan ngabeledug teu bisa kakadalian. kabiasaan Ieu ciri produk minyak, anu ngawengku aspal konvensional.