Kwa vile gesi zote zina hali kadhaa za mkusanyiko na zinaweza kuwa kimiminika, hewa, inayojumuisha mchanganyiko wa gesi, inaweza pia kuwa kioevu. Kimsingi, hewa ya kioevu hutolewa ili kutoa oksijeni safi, nitrojeni na argon kutoka humo.
Historia kidogo
Hadi karne ya 19, wanasayansi waliamini kuwa gesi ina hali moja tu ya mkusanyiko, lakini walijifunza jinsi ya kuleta hewa kwenye hali ya kioevu tayari mwanzoni mwa karne iliyopita. Hii ilifanyika kwa kutumia mashine ya Linde, sehemu kuu ambazo zilikuwa compressor (motor ya umeme iliyo na pampu) na mchanganyiko wa joto, iliyotolewa kwa namna ya zilizopo mbili zilizopigwa kwenye ond, moja ambayo ilipita ndani ya nyingine. Sehemu ya tatu ya kubuni ilikuwa thermos, na gesi ya kioevu ilikusanywa ndani yake. Sehemu za mashine zilifunikwa na vifaa vya kuhami joto ili kuzuia ufikiaji wa gesi ya joto kutoka nje. Mrija wa ndani ulio karibu na shingo uliisha kwa mshituko.
Kazi ya gesi
Teknolojia ya kupata hewa iliyoyeyuka ni rahisi sana. Kwanza, mchanganyiko wa gesi husafishwa kutoka kwa vumbi, chembe za maji, na pia kutoka kwa dioksidi kaboni. Kuna sehemu nyingine muhimu, bila ambayo haitawezekana kuzalisha hewa ya kioevu - shinikizo. Kwa msaada wa compressor, hewa inasisitizwa hadi anga 200-250;huku ukiipoza kwa maji. Ifuatayo, hewa hupitia mtoaji wa joto wa kwanza, baada ya hapo imegawanywa katika mito miwili, ambayo kubwa zaidi huenda kwa mpanuzi. Neno hili linamaanisha mashine ya pistoni inayofanya kazi kwa kupanua gesi. Hubadilisha nishati inayoweza kutokea kuwa nishati ya kimakenika na gesi hiyo hupoa kwa sababu inafanya kazi.
Zaidi ya hayo, hewa, baada ya kuviosha vibadilisha joto viwili na hivyo kupoza mtiririko wa pili unaoelekea humo, hutoka nje na kujikusanya kwenye thermos.
Turbo expander
Licha ya usahili wake dhahiri, utumiaji wa kipanuzi hauwezekani kwa kiwango cha viwanda. Gesi iliyopatikana kwa kupiga kupitia bomba nyembamba inageuka kuwa ghali sana, uzalishaji wake haufanyi kazi ya kutosha na hutumia nishati, na kwa hiyo haikubaliki kwa sekta. Mwanzoni mwa karne iliyopita, kulikuwa na swali la kurahisisha kuyeyusha chuma, na kwa hili pendekezo liliwekwa ili kupiga hewa kutoka hewa na maudhui ya juu ya oksijeni. Kwa hivyo, swali liliibuka juu ya uzalishaji wa viwandani wa mwisho.
Kipanuzi cha pistoni huziba kwa haraka na barafu ya maji, kwa hivyo ni lazima hewa ikaushwe kwanza, na kufanya mchakato kuwa mgumu na wa gharama kubwa zaidi. Ukuzaji wa turboexpander kwa kutumia turbine badala ya pistoni ilisaidia kutatua shida. Baadaye, turboexpanders zilitumika katika utengenezaji wa gesi zingine.
Maombi
Hewa kioevu yenyewe haitumiki popote, ni bidhaa ya kati katika kupata gesi safi.
Kanuni ya mgawanyo wa viambajengo inategemea tofauti ya kuchemsha.sehemu za mchanganyiko: oksijeni huchemka saa -183 °, na nitrojeni -196 °. Halijoto ya hewa kioevu iko chini ya nyuzi joto mia mbili, na kwa kuipasha joto, utengano unaweza kufanywa.
Hewa kioevu inapoanza kuyeyuka polepole, nitrojeni huwa ya kwanza kuyeyuka, na baada ya sehemu yake kuu kuwa tayari kuyeyuka, oksijeni huchemka kwa joto la -183 °. Ukweli ni kwamba wakati nitrojeni inabaki kwenye mchanganyiko, haiwezi kuendelea kuwaka, hata ikiwa inapokanzwa zaidi itatumika, lakini mara tu nitrojeni nyingi zitakapoyeyuka, mchanganyiko huo utafikia haraka kiwango cha kuchemsha cha sehemu inayofuata. mchanganyiko, yaani oksijeni.
Utakaso
Hata hivyo, kwa njia hii haiwezekani kupata oksijeni safi na nitrojeni katika operesheni moja. Hewa katika hali ya kioevu katika hatua ya kwanza ya kunereka ina karibu 78% ya nitrojeni na 21% ya oksijeni, lakini kadiri mchakato unavyoendelea na nitrojeni kidogo inabaki kwenye kioevu, oksijeni zaidi itayeyuka nayo. Wakati mkusanyiko wa nitrojeni katika kioevu hupungua hadi 50%, maudhui ya oksijeni katika mvuke huongezeka hadi 20%. Kwa hiyo, gesi evaporated tena kufupishwa na distilled mara ya pili. Kadiri miyeyusho ilivyokuwa, ndivyo bidhaa zitakavyokuwa safi zaidi.
Katika tasnia
Uvukizi na ufupishaji ni michakato miwili kinyume. Katika kesi ya kwanza, kioevu lazima kitumie joto, na katika kesi ya pili, joto litatolewa. Ikiwa hakuna kupoteza joto, basi joto iliyotolewa na kuliwa wakati wa taratibu hizi ni sawa. Kwa hivyo, kiasi cha oksijeni iliyofupishwa kitakuwa karibu sawa na kiasinitrojeni iliyoyeyuka. Utaratibu huu unaitwa urekebishaji. Mchanganyiko wa gesi mbili zinazoundwa kama matokeo ya uvukizi wa hewa ya kioevu hupitishwa tena ndani yake, na oksijeni fulani hupita ndani ya condensate, huku ikitoa joto, kwa sababu ambayo nitrojeni fulani huvukiza. Mchakato unarudiwa mara nyingi.
Uzalishaji wa naitrojeni na oksijeni viwandani hufanyika katika kinachojulikana kama safu wima za kunereka.
Hali za kuvutia
Inapogusana na oksijeni ya kioevu, nyenzo nyingi huharibika. Kwa kuongeza, oksijeni ya kioevu ni wakala wa oksidi yenye nguvu sana, kwa hiyo, mara moja ndani yake, vitu vya kikaboni huwaka, ikitoa joto nyingi. Inapowekwa na oksijeni ya kioevu, baadhi ya vitu hivi hupata sifa za mlipuko zisizodhibitiwa. Tabia hii ni ya kawaida ya bidhaa za petroli, ambazo ni pamoja na lami ya kawaida.
