Bütün gazların birkaç kümelenme durumu olduğundan ve sıvılaştırılabildiğinden, bir gaz karışımından oluşan hava da sıvı hale gelebilir. Temel olarak, ondan saf oksijen, nitrojen ve argon çıkarmak için sıvı hava üretilir.
Biraz tarih
19. yüzyıla kadar bilim adamları gazın yalnızca bir kümelenme durumu olduğuna inanıyorlardı, ancak havayı sıvı hale getirmeyi daha geçen yüzyılın başında öğrendiler. Bu, ana parçaları bir kompresör (bir pompa ile donatılmış bir elektrik motoru) ve biri diğerinin içinden geçen bir spiral içine sarılmış iki tüp şeklinde sunulan bir ısı eşanjörü olan bir Linde makinesi kullanılarak yapıldı. Tasarımın üçüncü bileşeni bir termosdu ve içinde sıvılaştırılmış gaz toplandı. Isı gazının dışarıdan ulaşmasını önlemek için makine parçaları ısı yalıtım malzemeleri ile kaplanmıştır. Boynun yakınında bulunan iç boru bir gaz kelebeği ile sona erdi.
Gaz işi
Sıvılaştırılmış hava elde etme teknolojisi oldukça basittir. İlk olarak, gaz karışımı tozdan, su parçacıklarından ve ayrıca karbondioksitten temizlenir. Sıvı hava basıncı üretmenin mümkün olmayacağı başka bir önemli bileşen daha var. Kompresör yardımı ile hava 200-250 atmosfere kadar sıkıştırılır,su ile soğuturken. Ardından, hava ilk ısı eşanjöründen geçer, ardından daha büyük olanı genişleticiye giden iki akışa bölünür. Bu terim, gazı genişleterek çalışan bir pistonlu makineyi ifade eder. Potansiyel enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürür ve çalıştığı için gaz soğur.
Ayrıca, iki ısı eşanjörünü yıkayan ve böylece kendisine doğru giden ikinci akışı soğutan hava dışarı çıkar ve bir termosta toplanır.
Turbo genişletici
Görünür basitliğine rağmen, endüstriyel ölçekte bir genişleticinin kullanılması imkansızdır. İnce bir borudan kısılarak elde edilen gazın çok pahalı olduğu ortaya çıkıyor, üretimi yeterince verimli değil ve enerji tüketiyor ve bu nedenle endüstri için kabul edilemez. Geçen yüzyılın başında, demirin eritilmesini basitleştirme sorunu vardı ve bunun için yüksek oksijen içeriğine sahip havadan hava üflemek için bir teklif ortaya atıldı. Böylece, ikincisinin endüstriyel üretimi ile ilgili soru ortaya çıktı.
Piston genişletici su buzu ile hızla tıkanır, bu nedenle önce havanın kurutulması gerekir, bu da işlemi daha zor ve pahalı hale getirir. Piston yerine türbin kullanan bir turbo genişleticinin geliştirilmesi, sorunun çözülmesine yardımcı oldu. Daha sonra turbo genişleticiler diğer gazların üretiminde kullanıldı.
Uygulama
Sıvı havanın kendisi hiçbir yerde kullanılmaz, saf gazların elde edilmesinde bir ara üründür.
Bileşenlerin ayrılması ilkesi, kaynamadaki farka dayanır.karışımın parçaları: oksijen -183 ° 'de ve nitrojen -196 °'de kaynar. Sıvı havanın sıcaklığı iki yüz derecenin altındadır ve ısıtılarak ayrıştırma yapılabilir.
Sıvı hava yavaş yavaş buharlaşmaya başladığında, ilk buharlaşan azottur ve ana kısmı zaten buharlaştıktan sonra oksijen -183 ° sıcaklıkta kaynar. Gerçek şu ki, azot karışımda kalırken, ilave ısıtma kullanılsa bile ısınmaya devam edemez, ancak azotun çoğu buharlaştığı anda karışım, bir sonraki kısmın kaynama noktasına hızla ulaşacaktır. karışım, yani oksijen.
Arıtma
Ancak, bu şekilde tek işlemde saf oksijen ve nitrojen elde etmek imkansızdır. Damıtmanın ilk aşamasında sıvı haldeki hava yaklaşık %78 nitrojen ve %21 oksijen içerir, ancak işlem ne kadar ileri giderse ve sıvıda ne kadar az nitrojen kalırsa, onunla birlikte o kadar fazla oksijen buharlaşacaktır. Sıvıdaki nitrojen konsantrasyonu %50'ye düştüğünde, buhardaki oksijen içeriği %20'ye çıkar. Bu nedenle, buharlaşan gazlar tekrar yoğuşturulur ve ikinci kez damıtılır. Damıtma ne kadar fazla olursa, ortaya çıkan ürünler o kadar temiz olur.
Sektörde
Buharlaşma ve yoğuşma birbirine zıt iki işlemdir. İlk durumda, sıvı ısı tüketmeli ve ikinci durumda ısı açığa çıkacaktır. Isı kaybı yoksa bu işlemler sırasında açığa çıkan ve tüketilen ısı eşittir. Böylece, yoğunlaştırılmış oksijenin hacmi, hacme neredeyse eşit olacaktır.buharlaştırılmış nitrojen. Bu işleme düzeltme denir. Sıvı havanın buharlaşmasının bir sonucu olarak oluşan iki gazın karışımı yine içinden geçirilir ve oksijenin bir kısmı yoğuşma suyuna geçerken, bir miktar nitrojenin buharlaşması nedeniyle ısı verir. İşlem birçok kez tekrarlanır.
Endüstriyel nitrojen ve oksijen üretimi sözde damıtma kolonlarında gerçekleşir.
İlginç gerçekler
Sıvı oksijenle temas ettiğinde birçok malzeme kırılgan hale gelir. Ek olarak, sıvı oksijen çok güçlü bir oksitleyici ajandır, bu nedenle içinde bir kez organik maddeler yanar ve çok fazla ısı yayar. Sıvı oksijen ile emprenye edildiğinde, bu maddelerden bazıları kontrolsüz patlayıcı özellikler kazanır. Bu davranış, geleneksel asf alt içeren petrol ürünleri için tipiktir.
