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l'air liquide – la base pour la production d'oxygène pur

Étant donné que tous les gaz ont plusieurs états d'agrégation, et peut être liquéfié, l'air, constitué d'un mélange de gaz peut également être un liquide. Fondamentalement produire de l'air liquide pour la séparation de celle-ci de l'oxygène pur, de l'azote et de l'argon.

Un peu d'histoire

Jusqu'au 19ème siècle, les scientifiques croyaient que le gaz n'a qu'un seul état physique, mais pour amener l'air à l'état liquide a appris au début du siècle dernier. Cela a été fait en utilisant la machine Linde, dont les parties principales sont de compresseur (moteur, muni d'une pompe) et un échangeur de chaleur, représenté sous forme de deux tubes roulés en spirale, dont l'un est tenu dans l'autre. Le troisième composant de la structure était un thermos, aller à l' intérieur et le gaz liquéfié. Les détails des machines ont été recouverts avec des matériaux isolants afin d'empêcher l'accès au gaz de la chaleur à l'extérieur. Situé à proximité de l'embouchure du tube intérieur se termine dans une bobine d'arrêt.

travail de gaz

La technologie de production d'air liquide est assez simple. En premier lieu, le mélange gazeux est purifié de la poussière, des particules d'eau, ainsi que le dioxyde de carbone. Il y a un autre élément important, sans lequel il produira l'air liquide – pression. Au moyen du compresseur d' air est comprimé à 200-250 atm, tout en refroidissant avec de l' eau. Ensuite, l'air passe à travers le premier échangeur de chaleur, puis divisé en deux courants, dont la plus grande est située dans le détendeur. Ce terme fait référence à une machine à piston, qui fonctionne en gaz en expansion. Il convertit l'énergie potentielle en mécanique, et le gaz est refroidi parce que exécute un travail.

En outre, l'air, le lavage deux échangeur de chaleur et en refroidissant ainsi le deuxième flux à l'avenir, sort et recueilli dans le thermos.

turbodétendeur

Malgré son apparente simplicité, l'utilisation de l'extension n'est pas possible à l'échelle industrielle. Obtenu par le gaz d'étranglement à travers le tube mince est trop cher, il ne suffit pas d'obtenir de manière efficace et consommation d'énergie et donc inacceptable pour l'industrie. Au début du siècle dernier était la question de la simplification de la production de fonte brute, et à cet effet il a été proposé de faire souffler de l'air avec une teneur élevée en oxygène. Ainsi, il y avait une question sur la production commerciale de ce dernier.

Le détendeur à piston rapidement bouché avec de la glace d'eau, de sorte que l'air est nécessaire d'effectuer une pré-sec, ce qui rend le processus plus compliqué et coûteux. A aidé à résoudre le problème du développement du turbodétendeur est utilisé à la place de la turbine à piston. Plus tard turbo ont extenseurs été utilisées lors de la préparation et d'autres gaz.

application

l'air liquide lui seul n'a pas été utilisé, ce produit intermédiaire pour obtenir des gaz purs.

Composants d'isolement principe est basé sur la différence entre les composantes d'ébullition du mélange de: oxygène bout à -183 °, et de l'azote à -196 °. température de l'air liquide est inférieure à deux cents degrés, et en le chauffant, il est possible de produire la séparation.

Lorsque le liquide commence à s'évaporer lentement l'air, l'azote évapore d'abord, et après avoir évaporé la majeure partie, à une température de -183 ° le point d'ébullition de l'oxygène. Le fait est que si l'azote reste dans le mélange, il ne peut pas continuer à chauffer, même lors de l'utilisation d'un chauffage d'appoint, mais dès que la majeure partie de l'azote s'évapore, le mélange a été rapidement atteint la température d'ébullition partie suivante du mélange, à savoir l'oxygène.

purification

Cependant, dans cette façon, il est impossible d'obtenir de l'oxygène pur et de l'azote en une seule opération. L'air à l'état liquide à la première étape de distillation contient environ 78% d'azote et 21% d'oxygène, toutefois, plus le processus et le plus petit de l'azote liquide reste dans le plus avec elle s'évaporer et de l'oxygène. Lorsque la concentration d'azote dans le liquide descend à 50%, la teneur en oxygène dans la vapeur est augmentée à 20%. Par conséquent, le gaz évaporé est condensé à nouveau et soumis à une distillation pour la deuxième fois. Plus les distillations, la plus claire seront les produits qui en résultent.

dans l'industrie

L' évaporation et la condensation – deux processus opposés. Le premier fluide doit passer la chaleur et à la seconde – la chaleur sera libérée. S'il n'y a pas de perte de chaleur, la chaleur libérée et absorbée au cours de ce processus. Ainsi, le volume de l'oxygène condensé est sensiblement égal au volume de l'azote évaporé. Ce processus est appelé distillation. Un mélange de ces deux gaz qui se forment en raison de l'évaporation de l'air liquide passe de nouveau à travers elle, et une partie de l'oxygène passe dans le condensat, ce qui donne de la chaleur, de manière à évaporer une partie de l'azote. Le processus est répété une pluralité de fois.

Industrial préparation de l' azote et de l' oxygène se produit dans les colonnes de rectification que l' on appelle.

faits intéressants

En cas de contact avec l'oxygène liquide beaucoup de matériaux deviennent fragiles. En outre, l' oxygène liquide – un oxydant puissant, cependant, le frapper, brûler des substances organiques, en libérant beaucoup de chaleur. Lorsque l'imprégnation d'oxygène liquide certaines de ces substances deviennent incontrôlables propriétés explosives. Ce comportement est caractéristique des produits pétroliers, qui comprennent l'asphalte classique.