İçerik
- Fraksiyonel Distilasyon ile Gazların Ayrılması Nasıl Çalışır?
- Sıvı Havanın Fraksiyonel Distilasyonu
- Diğer Hava Ayrıştırma Üniteleri Tipleri
Dünya atmosferindeki hava azot (yüzde 78), oksijen (yüzde 21), argon (yüzde 0,93), karbon dioksit (yüzde 0,038) ve su buharı ve diğer asil gazlar dahil olmak üzere diğer iz gazlarından oluşur. Bilim adamları filtreleri kullanarak veya havayı soğutarak iz gazlarını havadan alabilirler. Örneğin, karbon dioksit −79 ° C'de (−110 ° F) bir katıya dönüşür. Bir hava örneğini birincil bileşenlerine ayırmak için - azot ve oksijen - havayı önemli ölçüde daha fazla, yaklaşık Plütonun yüzeyi kadar soğuk olan −200 ° C'ye (−328 ° F) kadar soğutmaları gerekir. Proses sıvı havanın fraksiyonel distilasyonu veya kriyojenik distilasyon olarak bilinir. Suyu arıtmak için kullanılan geleneksel bir damıtma borusundan farklı olmayan bir hava ayırma ünitesi gerektirir.
Fraksiyonel Distilasyon ile Gazların Ayrılması Nasıl Çalışır?
Her gaz, bir sıvıdan gaza dönüşme sıcaklığı olarak tanımlanan karakteristik bir kaynama noktasına sahiptir. Rastgele bir gaz örneğiniz varsa, her bir bileşen gazı sıvılayana kadar numuneyi yavaş yavaş soğutarak bunları ayırabilirsiniz. Sıvılaştırılmış bileşik, bir toplama kabının dibine düşer. Sıvının tamamı alındıktan sonra, sıcaklık bir sonraki bileşiğin kaynama noktasına düşene kadar sıvılaşana kadar soğutma devam eder. Karbondioksit gibi bazı bileşikler asla sıvılaştırılmaz. Bunun yerine, doğrudan sıvılardan daha kolay elde edilen katılara dönüşürler.
Sıvı Havanın Fraksiyonel Distilasyonu
Bir hava ayırma birimine genellikle oksijen veya azot jeneratörü adı verilir, çünkü amacı bu elementlerden birini veya her ikisini havadan çıkarmaktır. Damıtma işleminde, hava önce tüm su buharını emen bir filtreden geçirilir. Sonra soğutma işlemi başlar. Türbinlerin ve yüksek enerjili soğutma sistemlerinin kullanılmasını içerir. Karbondioksit ve diğer iz gazları sıcaklık süblimasyon veya kaynama noktalarının her birine ulaştığında ortaya çıkar. Süblimasyon, durumun doğrudan bir katıdan gaza değişimini tarif eder.
Sıcaklık −200 ° C'ye ulaştığında, sıvılaştırılmış karışım bir tüpten tabanda (−185 ° C) üstten (90190 ° C) olduğundan biraz daha ılık olan bir kaba aktarılır. Oksijen −183 ° C'de sıvılaştırılır, bu nedenle şişenin dibindeki bir tüpten dışarı akar. Nitrojen, azot tekrar gaza dönüşür, çünkü kaynama noktası −196 ° C'dir. Şişenin tepesine bağlı bir tüpten dışarı akar.
Diğer Hava Ayrıştırma Üniteleri Tipleri
Gazların fraksiyonel damıtma ile ayrılması, havadan oksijen veya azot üretmenin tek yolu değildir. Bir membran jeneratörü, daha büyük olanları bloke ederken sıkıştırılmış hava örneğindeki küçük moleküllerin geçmesine izin veren yarı geçirgen, içi boş fiber membranlardan oluşan bir sistem kullanır. Bu tip bir sistem saflıkta yüzde 95 ila% 99,5 arasında azot üretebilir. Başka bir ekstraksiyon yönteminde, basınçlı hava, oksijeni tutan ve havadan uzaklaştıran bir karbon moleküler elek vasıtasıyla basınç altında çevrilir. Kalan azot, yüzde 95 ila 99,9995 arasında saflığa sahip olabilir.