Як можна розділити повітря

Як можна розділити повітря

Повітря за своїм складом неоднорідне. Це суміш, що складається в середньому з 78% азоту, 21% кисню, 1% аргону і незначної кількості вуглекислого газу, парів води, благородних газів, пилу. Азот, кисень і аргон використовуються в промисловості та медицині. І повітря є сировиною для їх отримання. Існують три основні методи поділу повітря на гази.

Інструкція

температура кипінняазоту1. Метод низькотемпеолог ної дистиляції заснований на різниці температур кипіння газів, що становлять повітря. Так при атмосферному тиску - біля (-196) оС, аргону - (-186) оС, кисню - (-183) оС. Цей спосіб дозволяє отримати найбільш чисті компоненти, але здійснимо тільки в умовах великого підприємства. Процес протікає в спеціальних повітророздільних установках.


2. На першому етапі повітря стискають компресором і очищають від пилу, парів води, вуглекислого газу. Вуглекислий газ замерзає за відносно високої температури. Його відділення відбувається в повітровласниках, де він разом із залишками водяних парів осідає на поверхнях апарату. Також вуглекислий газ іноді відокремлюють хімічною реакцією з гідроксидом калію або натрію.

3. Потім повітря зріджують, знижуючи температуру при підвищеному тиску. Зріджене повітря надходить до ректифікаційних колон, де поділяється на азот, з невеликими домішками неона і гелію, і суміш кисню з аргоном. Для високого ступеня очищення для кожного компонента на підприємствах передбачається ряд таких колон.

4. Метод адсорбції застосовує речовини - адсорбенти, які вибірково поглинають певний компонент. Потім у процесі регенерації поглинена речовина вивільняється і виводиться в атмосферу. Процес здійснюється в установках, що складаються з двох колон-адсорберів. Цей спосіб дозволяє отримати продукти - кисень або азот - відносно високої чистоти при середніх капітальних витратах.

5. Мембранний метод - це поділ повітря за допомогою мембран - напівпроникних перегородок, вибірково пропускаючих молекули окремих компонентів. У сучасних газороздільних установках використовуються мембрани з пористого полімерного волокна. Цей метод хороший для поділу невеликих обсягів повітря, але неекономічний для великого виробництва. Також недоліком є порівняно низький ступінь чистоти продукту.