aire líquido – la base para la producción de oxígeno puro

Dado que todos los gases tienen varios estados de agregación, y se pueden licuar, el aire, que consta de una mezcla de gas puede también ser un líquido. Básicamente producir aire líquido para la separación del mismo de oxígeno puro, nitrógeno y argón.

Un poco de historia

Hasta el siglo 19, los científicos creían que el gas tiene un solo estado físico, pero para llevar el aire al estado líquido aprendió a principios del siglo pasado. Esto se hizo utilizando la máquina Linde, las partes principales de los cuales eran el compresor (motor, provisto de una bomba) y un intercambiador de calor, que se muestra como dos tubos enrollados en una espiral, una de las cuales se llevan a cabo dentro de la otra. El tercer componente de la estructura era un termo, pasando dentro y gas licuado. Piezas de la máquina estaban cubiertas con materiales aislantes a fin de impedir el acceso al gas del calor exterior. Situado cerca de la boca del tubo interior se termina en un estrangulador.

fábricas de gas

La tecnología para producir aire líquido es bastante simple. En primer lugar, la mezcla de gas se purifica de polvo, las partículas de agua, así como dióxido de carbono. Hay otro componente importante, sin la cual se va a producir aire líquido – presión. Por medio del compresor de aire se comprime a 200-250 atm, mientras se enfría con agua. A continuación, el aire pasa a través del primer intercambiador de calor, y luego se divide en dos corrientes, la más grande de los cuales es en el expansor. Este término se refiere a una máquina de pistón, que funciona mediante la expansión de gas. Se convierte la energía potencial en mecánica, y el gas se enfría porque realiza un trabajo.

Además, el aire, el lavado del intercambiador de calor de dos y enfriando de ese modo el segundo flujo que va hacia adelante, sale y recogida en el termo.

turboexpansor

A pesar de su aparente simplicidad, el uso del expansor no es posible a escala industrial. Se obtiene por estrangulamiento gas a través del tubo delgado es demasiado caro, no es suficiente para obtener de manera efectiva y el consumo de energía y por lo tanto inaceptable para la industria. A principios del siglo pasado fue la cuestión de la simplificación de la producción de arrabio, y para este propósito se propuso hacer que sopla en el aire con un alto contenido de oxígeno. Por lo tanto había una pregunta acerca de la producción comercial de este último.

El expansor de émbolo rápidamente obstruido con hielo de agua, por lo que es necesario pre-seca, lo que hace el proceso más complicado y costoso el aire. Ayudó a resolver el problema del desarrollo del expansor turbo se utiliza en lugar de la turbina de pistón. Más tarde turboexpansores se han utilizado durante la preparación y otros gases.

solicitud

El aire líquido en sí sola no se utiliza, este producto intermedio para obtener gases puros.

principio componentes de aislamiento se basa en la diferencia en componentes de la mezcla de punto de ebullición: oxígeno hierve a -183 °, y nitrógeno a -196 °. temperatura del aire líquido está por debajo de doscientos grados, y calentándolo, es posible producir la separación.

Cuando el líquido comienza a evaporarse lentamente aire, nitrógeno se evapora primero, y después de que se haya evaporado la parte principal, a una temperatura de -183 ° oxígeno ebullición. El hecho es que mientras que el nitrógeno permanece en la mezcla, que no puede continuar al calor, incluso cuando se utiliza un calentador adicional, pero tan pronto como la mayor parte del nitrógeno se evaporará, la mezcla fue rápidamente alcanzado la temperatura de ebullición siguiente porción de la mezcla, es decir, oxígeno.

purificación

Sin embargo, en este modo, es imposible obtener oxígeno puro y el nitrógeno en una sola operación. El aire en estado líquido a la primera etapa de destilación contiene aproximadamente 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno, sin embargo, cuanto más lejos el proceso y menor el nitrógeno líquido permanece en el más con ella se evaporará y oxígeno. Cuando la concentración de nitrógeno en el líquido cae a 50%, el contenido de oxígeno en el vapor se incrementa a 20%. Por lo tanto, el gas evaporado se condensó una vez más y se sometió a destilación para la segunda vez. Cuanto mayores sean las destilaciones, más claro será los productos resultantes.

en la industria

La evaporación y la condensación – dos procesos opuestos. El primer fluido debe pasar calor, y en el segundo – el calor será liberado. Si no hay pérdida de calor, el calor liberado y absorbido durante este proceso. Por lo tanto el volumen del oxígeno condensada es sustancialmente igual al volumen del nitrógeno evaporado. Este proceso se llama destilación. Una mezcla de los dos gases formados debido a la evaporación del aire líquido pasa de nuevo a través de él, y parte del oxígeno pasa a la condensación, dando así el calor, de ese modo que se evapore parte del nitrógeno. El proceso se repite una pluralidad de veces.

Industrial preparación de nitrógeno y oxígeno se produce en los denominados columnas de rectificación.

datos de Interés

Tras el contacto con el oxígeno líquido muchos materiales se vuelven quebradizos. Por otra parte, oxígeno líquido – un poderoso oxidante, sin embargo, golpearlo, sustancias orgánicas queman, liberando mucho calor. Cuando la impregnación de oxígeno líquido algunas de estas sustancias se convierten en propiedades explosivas incontrolables. Este comportamiento es característico de productos de aceite, que incluyen asfalto convencional.