Як можна розділити повітря на складові його компоненти


 

Повітря складається з безлічі газів. Найбільше в ньому міститься азоту, на другому місці — кисень. Приблизно 1,3% становить інертний газ аргон. На частку цілого ряду інших газів, включаючи вуглекислий СО2, залишається менше однієї десятої відсотка. Чи можна якось розділити повітря на складові його компоненти? Наприклад, на два основних: азот і кисень.


Інструкція

  1. Це здійснюється за допомогою так званих повітророзподільних установок (ВРУ). Метод поділу заснований на тому, що кожен скраплений компонент повітря кипить при певній, що відрізняється від інших, температурі. Будь-яка подібна установка складається з двох секцій: у першій з них повітря зріджують, а в другій поділяють на фракції.
  2. Спочатку повітря осушують і очищають від пилу, потім сильно стискають за допомогою компресора і пропускають послідовно через ряд теплообмінників. В результаті він дуже сильно охолоджується. Після чого його пропускають через розширювальну камеру. Через різко збільшився обсягу відбувається конденсація повітря. Новоутворена рідина стікає в резервуар, а звідти потрапляє у другу розділову секцію.
  3. Щоб розділити повітря на складові компоненти, використовують ректифікаційні колони, а також теплообмінники і конденсатори-випаровувачі. Їх кількість залежить від того, який газ необхідно отримати. Наприклад, якщо потрібен тільки азот, потрібно одна колона ректифікації і один теплообмінник. Зріджений повітря після теплообмінника поступає в середню частину ректифікаційної колони, де розділяється на газоподібну частина, що складається з дуже чистого азоту (вміст основної речовини майже 100%), і рідина, що стікає в нижню («кубову») частину колони. Ця рідина складається з азоту, кисню і аргону.
  4. А якщо крім азоту необхідно отримати кисень? Тоді вам знадобляться дві ректифікаційні колони, з’єднані послідовно. І в першій колоні (нижньої), і в другій (верхньої) відбувається відділення чистого газоподібного азоту. Рідкий кисень з кубовою частини верхньої колони надходить в конденсатор-випарник, де відбувається його теплообмін з газоподібним азотом, що утворився в нижній колоні. В результаті кисень стає газоподібним.

Корисні поради

Ректифікація — це процес поділу рідких сумішей на складові компоненти, здійснюваний шляхом багаторазового випаровування рідини.