Как происходит получение кислорода методом фракционной дистилляции жидкого воздуха?
Получение кислорода методом фракционной дистилляции жидкого воздуха основано на разделении его компонентов, особенно азота и кислорода, на основе их различных температур конденсации.
В процессе фракционной дистилляции жидкого воздуха используется специальная установка, называемая фракционной колонной. Процесс состоит из следующих шагов:
1. Компрессия: Исходный воздух сжимается и охлаждается до очень низкой температуры, обычно около -200 °C, чтобы превратить его в жидкость.
2. Очистка: Жидкий воздух проходит через процесс очистки, чтобы удалить примеси, такие как влага, углекислый газ и другие газы.
3. Фракционная колонна: Жидкий воздух вводится в верхнюю часть фракционной колонны, которая является вертикальной трубой с различными зонами температуры. В колонне находятся пластинчатые или упакованные секции, которые служат для увеличения поверхности контакта между газами и жидкостью.
4. Дистилляция: При прохождении через фракционную колонну жидкий воздух нагревается, а затем постепенно охлаждается по мере спуска по колонне. При определенных температурах различные компоненты, такие как азот и кислород, конденсируются и переходят в жидкую фазу. Более тяжелые компоненты, такие как аргон, остаются в газообразном состоянии.
5. Сбор: Когда кислород достигает своей температуры конденсации, он собирается в отдельный сборный сосуд, а азот собирается в другой сосуд.
Таким образом, метод фракционной дистилляции жидкого воздуха позволяет разделить его на кислород и азот, используя различия в их температурах конденсации. Полученный кислород может быть дополнительно очищен и использован в различных промышленных и медицинских приложениях.