तरल हवा शुद्ध ऑक्सीजन प्राप्त करने का आधार है

चूंकि सभी गैसों के पास कई समेकित राज्य हैं और द्रवीभूत हो सकते हैं, वायु गैसों का मिश्रण भी एक तरल बन सकता है। असल में, तरल वायु को शुद्ध ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और आर्गन से अलग करने के लिए उत्पादन किया जाता है।

इतिहास का एक सा

1 9वीं सदी तक, वैज्ञानिकों का मानना था कि गैस में केवल एक समग्र राज्य है, लेकिन तरल राज्य को हवा लाने के लिए पिछली सदी की शुरुआत में सीखा है। यह लिंडे मशीन के साथ किया गया था, जिनमें से मुख्य भाग एक कंप्रेसर (एक पंप के साथ प्रदान की जाने वाली इलेक्ट्रिक मोटर) और एक ताप एक्सचेंजर थे, जिसे दो कॉइल ट्यूबों के रूप में दर्शाया गया था, जिनमें से एक दूसरे के अंदर से गुजरता था। डिजाइन का तीसरा घटक एक थर्मस था, जिसके अंदर तरलीकृत गैस एकत्रित की गई थी । मशीन का विवरण गर्मी-इन्सुलेट सामग्री के साथ कवर किया गया था ताकि बाहर की गर्मी गैस तक पहुंच न हो। गर्दन के पास स्थित आंतरिक ट्यूब थ्रॉटल में समाप्त हो गया।

गैस ऑपरेशन

तरलीकृत हवा प्राप्त करने की तकनीक काफी आसान है। सबसे पहले, गैसों का मिश्रण धूल, पानी के कणों और कार्बन डाइऑक्साइड से भी साफ होता है। एक और महत्वपूर्ण घटक है, जिसके बिना यह तरल वायु - दबाव पैदा करना संभव नहीं होगा। कंप्रेसर की मदद से हवा को 200-250 वायुमंडल में संकुचित किया जाता है जबकि इसे पानी से ठंडा किया जाता है। फिर हवा पहली गर्मी एक्सचेंजर के माध्यम से चला जाता है, फिर इसे दो धाराओं में विभाजित किया जाता है, जिसमें से बड़ा फैलता को जाता है। इस अवधि को पिस्टन मशीन कहा जाता है, जो गैस का विस्तार करके काम करता है। यह संभावित ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित कर देता है, और गैस शांत हो जाती है, क्योंकि यह काम करता है।

फिर हवा, दो हीट एक्सचेंजर्स धोकर और दूसरा प्रवाह ठंडा करके, आ रहा है, बाहर आता है और थर्मस में एकत्र किया जाता है।

turboexpander

स्पष्ट सादगी के बावजूद, किसी औद्योगिक पैमाने पर किसी विस्तारक का उपयोग संभव नहीं है। एक पतली ट्यूब के माध्यम से थ्रॉटलिंग द्वारा प्राप्त गैस बहुत महंगा है, इसे हासिल करना पर्याप्त और ऊर्जा-उपभोक्ता नहीं है, और इसलिए उद्योग के लिए अस्वीकार्य है। पिछली शताब्दी की शुरुआत में, कच्चा लोहा की गलाने को सरल बनाने का एक प्रश्न था, और इस उद्देश्य के लिए एक उच्च ऑक्सीजन सामग्री के साथ हवा से उड़ा दिया गया था। इस प्रकार, उत्तरार्द्ध के औद्योगिक निष्कर्षण के बारे में सवाल उठता था।

पिस्टन विस्तारक जल्दी से पानी के हिसाब से भरा हुआ है, इसलिए वायु को पहले से सूखा जाना चाहिए, जिससे प्रक्रिया को और अधिक जटिल और महंगी मिलती है। समस्या को हल करने के लिए, एक टर्बो-विस्तारक का विकास, पिस्टन के बजाय टरबाइन का उपयोग करने में मदद करता है बाद में, टर्बोएक्सपैन्डर्स का उपयोग अन्य गैसों को प्राप्त करने की प्रक्रिया में किया गया।

आवेदन

तरल हवा का उपयोग कहीं भी नहीं किया जाता है, यह शुद्ध गैसों को प्राप्त करने में एक मध्यवर्ती उत्पाद है।

घटकों के पृथक्करण का सिद्धांत मिश्रण के घटकों की उबलने में अंतर पर आधारित है: -183 डिग्री ऑक्सीजन फोड़े और नाइट्रोजन -196 ° पर। तरल हवा का तापमान दो सौ से भी कम डिग्री है, और इसे गर्म करने के लिए, आप पृथक्करण कर सकते हैं।

जब तरल वायु धीरे-धीरे सुखाती है, तो नाइट्रोजन को पहले वाष्पीकरण किया जाता है, और इसके मुख्य भाग के बाद -183 डिग्री ऑक्सीजन फोड़े पर बाष्पीकरण हो जाता है। मुद्दा यह है कि जब तक नाइट्रोजन मिश्रण में रहता है, तब तक यह गर्मी जारी नहीं रख सकता है, भले ही अतिरिक्त हीटिंग का उपयोग किया जाए, लेकिन जैसे ही अधिकांश नाइट्रोजन वाष्पीकरण हो जाते हैं, मिश्रण जल्दी ही मिश्रण के अगले भाग के उबलते बिंदु तक पहुंच जाएगा, अर्थात ऑक्सीजन।

शोधन

हालांकि, इस तरह से एक ऑपरेशन में शुद्ध ऑक्सीजन और नाइट्रोजन प्राप्त करना असंभव है। आसवन के पहले चरण में तरल अवस्था में हवा में लगभग 78% नाइट्रोजन और 21% ऑक्सीजन होता है, लेकिन आगे की प्रक्रिया आय और कम नाइट्रोजन तरल में रहता है, अधिक ऑक्सीजन इसके साथ लुप्त हो जाएगा। जब तरल में नाइट्रोजन का एकाग्रता 50% तक गिर जाता है, तो वाष्प में ऑक्सीजन की मात्रा 20% तक बढ़ जाती है। इसलिए, वाष्पीकृत गैसों को फिर से सघन और दूसरी बार डिस्टिल्ड किया जाता है। अधिक डिस्टिलेशन, शुभराल उत्पाद होगा।

उद्योग में

वाष्पीकरण और संक्षेपण दो विपरीत प्रक्रियाओं हैं। सबसे पहले, तरल गर्मी खर्च करना चाहिए, और दूसरे पर - गर्मी जारी हो जाएगी अगर गर्मी का कोई नुकसान नहीं होता है, तो इन प्रक्रियाओं के दौरान गर्मी जारी और खपत होती है। इस प्रकार, गाढ़ा ऑक्सीजन की मात्रा व्यावहारिक रूप से वाष्पीकृत नाइट्रोजन की मात्रा के बराबर होगी। इस प्रक्रिया को सुधार कहा जाता है तरल हवा के वाष्पीकरण द्वारा गठित दो गैसों का मिश्रण फिर से पारित हो गया है, और कुछ ऑक्सीजन कंडेनसेट में गुजरता है, जिससे गर्मी बंद हो जाती है, जिससे कुछ नाइट्रोजन को वाष्पीकरण करते हैं। प्रक्रिया कई बार दोहराई जाती है।

नाइट्रोजन और ऑक्सीजन का औद्योगिक उत्पादन तथाकथित सुधार कॉलम में होता है।

दिलचस्प तथ्यों

तरल ऑक्सीजन के संपर्क में होने पर, कई सामग्रियां भंगुर हो जाती हैं इसके अलावा, तरल ऑक्सीजन एक बहुत ही शक्तिशाली ऑक्सीडिजर है, इसलिए इसमें शामिल होने के बाद, कार्बनिक पदार्थों को जला दिया जाता है, बहुत अधिक गर्मी छोड़ देता है जब तरल ऑक्सीजन के साथ गर्भवती होती है, तो इनमें से कुछ पदार्थ अनियंत्रित विस्फोटक गुण प्राप्त करते हैं। यह व्यवहार पेट्रोलियम उत्पादों की विशिष्ट है, जिसमें साधारण डामर शामिल है।