صفحه اصلی - آشپزخانه
روش صنعتی تولید اکسیژن. تولید اکسیژن در صنعت بودن در طبیعت

سوال شماره 2 اکسیژن در آزمایشگاه و صنعت چگونه به دست می آید؟ معادلات واکنش های مربوطه را بنویسید. این روش ها چه تفاوتی با یکدیگر دارند؟

پاسخ:

در آزمایشگاه، اکسیژن را می توان از راه های زیر بدست آورد:

1) تجزیه پراکسید هیدروژن در حضور یک کاتالیزور (اکسید منگنز

2) تجزیه نمک گل بالکن (کلرات پتاسیم):

3) تجزیه پرمنگنات پتاسیم:

در صنعت، اکسیژن از هوا به دست می آید که حاوی حدود 20 درصد حجمی است. هوا تحت فشار و خنک شدن شدید مایع می شود. اکسیژن و نیتروژن (دومین جزء اصلی هوا) دارای نقاط جوش متفاوتی هستند. بنابراین، آنها را می توان با تقطیر جدا کرد: نیتروژن نقطه جوش کمتری نسبت به اکسیژن دارد، بنابراین نیتروژن قبل از اکسیژن تبخیر می شود.

تفاوت بین روش های صنعتی و آزمایشگاهی برای تولید اکسیژن:

1) تمام روش های آزمایشگاهی برای تولید اکسیژن شیمیایی است، یعنی تبدیل برخی از مواد به مواد دیگر رخ می دهد. فرآیند به دست آوردن اکسیژن از هوا یک فرآیند فیزیکی است، زیرا تبدیل برخی از مواد به برخی دیگر اتفاق نمی افتد.

2) اکسیژن را می توان از هوا در مقادیر بسیار بیشتری بدست آورد.

اکسیژن یکی از گازهایی است که بیشتر توسط بشر مورد استفاده قرار می گیرد. متالورژی، صنایع شیمیایی، پزشکی، اقتصاد ملی، هوانوردی - این فقط یک لیست کوتاه از مناطقی است که نمی توان از این ماده اجتناب کرد.

اکسیژن مطابق با دو فناوری آزمایشگاهی و صنعتی تولید می شود. اولین روش برای تولید گاز بی رنگ بر اساس واکنش های شیمیایی بود. اکسیژن از تجزیه پرمنگنات پتاسیم، نمک برتوله یا پراکسید هیدروژن در حضور یک کاتالیزور تولید می شود. با این حال، تکنیک های آزمایشگاهی نمی توانند به طور کامل نیازهای این عنصر شیمیایی منحصر به فرد را برآورده کنند.

روش دوم تولید اکسیژن، یکسوسازی برودتی یا استفاده از فناوری‌های جذب سطحی یا غشایی است. روش اول خلوص بالای محصولات جداسازی را تضمین می کند، اما دوره راه اندازی طولانی تری دارد (در مقایسه با روش دوم).

کارخانه های اکسیژن جذب خود را یکی از بهترین ها در میان سیستم های با کارایی بالا برای تولید هوای غنی شده با اکسیژن ثابت کرده اند. آنها امکان به دست آوردن گاز بی رنگ با خلوص تا 95٪ (تا 99٪ با استفاده از مرحله تصفیه اضافی) را فراهم می کنند. استفاده از آنها توجیه اقتصادی دارد، به ویژه در شرایطی که نیازی به اکسیژن با خلوص بالا نیست، که باید برای آن هزینه اضافی پرداخت کرد.

ویژگی های اصلی سیستم های برودتی

آیا به تولید اکسیژن با خلوص تا 99.9 درصد علاقه دارید؟ سپس به تاسیساتی که بر اساس فناوری برودتی کار می کنند توجه کنید. مزایای سیستم های تولید اکسیژن با خلوص بالا:

  • عمر طولانی نصب؛
  • عملکرد بالا؛
  • توانایی به دست آوردن اکسیژن با خلوص 95 تا 99.9٪.

اما به دلیل ابعاد بزرگ سیستم های برودتی، عدم امکان راه اندازی و توقف سریع و سایر عوامل، استفاده از تجهیزات برودتی همیشه توصیه نمی شود.

اصل عملکرد واحدهای جذب

نمودار عملکرد سیستم های اکسیژن با استفاده از فناوری جذب را می توان به صورت زیر ارائه کرد:

  • هوای فشرده برای خلاص شدن از شر ناخالصی های مکانیکی و رطوبت قطره فیلتر به گیرنده، به سیستم تصفیه هوا حرکت می کند.
  • هوای تصفیه شده به واحد جداسازی هوای جذبی که شامل جاذب هایی با جاذب است ارسال می شود.
  • در حین کار، جاذب ها در دو حالت هستند - جذب و بازسازی. در مرحله جذب، اکسیژن وارد گیرنده اکسیژن می شود و نیتروژن در مرحله تولید به جو تخلیه می شود. پس از آن اکسیژن به مصرف کننده ارسال می شود.
  • در صورت لزوم، فشار گاز را می توان با استفاده از یک کمپرسور تقویت کننده اکسیژن افزایش داد و سپس دوباره در سیلندرها پر کرد.

مجتمع های جذب با سطح بالایی از قابلیت اطمینان، اتوماسیون کامل، سهولت نگهداری، اندازه و وزن کوچک متمایز می شوند.

مزایای سیستم های جداسازی گاز

تاسیسات و ایستگاه هایی که از فناوری جذب برای تولید اکسیژن استفاده می کنند در زمینه های مختلفی مانند جوشکاری و برش فلزات، ساخت و ساز، پرورش ماهی، پرورش صدف، میگو و غیره کاربرد فراوانی دارند.

مزایای سیستم های جداسازی گاز:

  • توانایی خودکارسازی فرآیند تولید اکسیژن؛
  • بدون الزامات خاص برای محل؛
  • شروع و توقف سریع؛
  • قابلیت اطمینان بالا؛
  • هزینه کم اکسیژن تولید شده

مزایای نصب جذب NPK Grasys

آیا علاقه مند به تولید اکسیژن با استفاده از روش های صنعتی هستید؟ آیا می خواهید اکسیژن را با حداقل هزینه مالی دریافت کنید؟ شرکت تحقیقاتی و تولیدی Grasys به حل مشکل شما در بالاترین سطح کمک می کند. ما سیستم های قابل اعتماد و کارآمدی را برای دریافت اکسیژن از هوا ارائه می دهیم. در اینجا ویژگی های متمایز اصلی محصولات ما آمده است:

  • اتوماسیون کامل؛
  • طرح هایی که تا کوچکترین جزئیات طراحی شده اند.
  • سیستم های نظارت و کنترل مدرن

اکسیژن تولید شده توسط واحدهای جذب جداسازی هوا ما تا 95 درصد خلوص دارد (با گزینه پس از تصفیه تا 99 درصد). گاز با چنین ویژگی هایی به طور گسترده در متالورژی برای جوشکاری و برش فلزات و در اقتصاد ملی استفاده می شود. تجهیزاتی که ما تولید می کنیم از فناوری های مدرن استفاده می کنند که قابلیت های منحصر به فردی را در زمینه جداسازی گاز ارائه می دهد.

ویژگی های گیاهان جذب اکسیژن ما:

  • قابلیت اطمینان بالا؛
  • هزینه کم اکسیژن تولید شده؛
  • سیستم نظارت و کنترل نوآورانه بسیار هوشمند؛
  • سهولت نگهداری؛
  • توانایی تولید اکسیژن با خلوص تا 95٪ (با گزینه تصفیه اضافی تا 99٪).
  • بهره وری تا 6000 متر مکعب در ساعت است.

نیروگاه های اکسیژن جذب NPK Grasys ترکیبی منحصر به فرد از تجربه طراحی جهانی در تولید تجهیزات جداسازی گاز و فناوری های نوآورانه داخلی است.

دلایل اصلی همکاری با NPK Grasys

روش صنعتی تولید اکسیژن با استفاده از تاسیسات مبتنی بر فناوری جذب یکی از امیدوار کننده ترین روش های امروزی است. این به شما امکان می دهد گازی بی رنگ با حداقل هزینه انرژی با خلوص مورد نیاز بدست آورید. ماده ای با این پارامترها در متالورژی، مهندسی مکانیک، صنایع شیمیایی و پزشکی مورد تقاضا است.

روش یکسوسازی برودتی راه حل بهینه زمانی است که نیاز به تولید اکسیژن با خلوص بالا (تا 99.9٪) باشد.

شرکت پیشرو داخلی Grasys سیستم های بسیار کارآمد برای تولید اکسیژن با استفاده از فناوری جذب را با شرایط مطلوب ارائه می دهد. ما تجربه گسترده ای در اجرای انواع پروژه های کلید در دست داریم، بنابراین حتی از پیچیده ترین کارها نمی ترسیم.

مزایای کار با تامین کننده تجهیزات مسئول NPK Grasys:

  • شرکت ما یک تولید کننده مستقیم است، بنابراین هزینه نصب و راه اندازی فروخته شده توسط کمیسیون های واسطه اضافی افزایش نمی یابد.
  • محصولات با کیفیت بالا؛
  • طیف کاملی از خدمات تعمیر و نگهداری برای کارخانه های تولید اکسیژن؛
  • رویکرد فردی به هر مشتری؛
  • سالها تجربه در بخش تولید اکسیژن.

با مدیران ما تماس بگیرید تا تفاوت های ظریف همکاری را روشن کنند.

با جزئیات بیشتر می توانید با تجهیزات اکسیژن (ژنراتورهای اکسیژن، تاسیسات اکسیژن، ایستگاه های اکسیژن) در صفحه آشنا شوید.

تاریخچه کشف اکسیژن کشف اکسیژن دوره جدیدی را در توسعه شیمی نشان داد. از زمان های قدیم شناخته شده است که احتراق به هوا نیاز دارد. فرآیند احتراق مواد برای مدت طولانی نامشخص بود. در عصر کیمیا، نظریه فلوژیستون رایج شد که بر اساس آن مواد به دلیل تعامل با مواد آتشین، یعنی با فلوژیستون موجود در شعله می سوزند. اکسیژن توسط جوزف پریستلی شیمیدان انگلیسی در دهه 70 قرن 18 بدست آمد. شیمیدان پودر قرمز اکسید جیوه (II) را گرم کرد و در نتیجه این ماده تجزیه شد و جیوه فلزی و گازی بی رنگ تشکیل داد.

2HgO t° → 2Hg + O2

اکسیدها- ترکیبات دوتایی که حاوی اکسیژن هستند هنگامی که یک انشعاب در حال دود به یک ظرف حاوی گاز وارد شد، به شدت شعله ور شد.دانشمند بر این باور بود که شکاف در حال دود کردن، فلوژیستون را وارد گاز کرده و مشتعل می شود. دی. پریستلیمن سعی کردم گاز حاصل را تنفس کنم و از اینکه چقدر راحت و آزاد است نفس کشیدن خوشحال شدم. سپس دانشمند حتی تصور نمی کرد که لذت تنفس این گاز به همه داده شود. دی پریستلی نتایج آزمایشات خود را با شیمیدان فرانسوی آنتوان لوران لاووازیه در میان گذاشت. A. Lavoisier با داشتن یک آزمایشگاه مجهز در آن زمان، آزمایشات D. Priestley را تکرار کرد و بهبود بخشید. A. Lavoisier مقدار گاز آزاد شده در هنگام تجزیه یک جرم معین از اکسید جیوه را اندازه گیری کرد.سپس شیمیدان جیوه فلزی را در یک ظرف مهر و موم شده حرارت داد تا به اکسید جیوه (II) تبدیل شود. او کشف کرد که مقدار گاز آزاد شده در آزمایش اول برابر با گاز جذب شده در آزمایش دوم است. بنابراین جیوه با برخی از مواد موجود در هوا واکنش می دهد. و همین ماده در هنگام تجزیه اکسید آزاد می شود. لاووازیه اولین کسی بود که به این نتیجه رسید که فلوژیستون مطلقاً ربطی به آن ندارد و سوختن یک ترکش در حال دود شدن توسط یک گاز ناشناخته که بعداً اکسیژن نامیده شد، ایجاد شده است. کشف اکسیژن نشانگر فروپاشی نظریه فلوژیستون بود!

روشهای تولید و جمع آوری اکسیژن در آزمایشگاه

روش های آزمایشگاهی برای تولید اکسیژن بسیار متنوع است. مواد زیادی وجود دارد که می توان از آنها اکسیژن به دست آورد. بیایید به رایج ترین روش ها نگاه کنیم.

1) تجزیه اکسید جیوه (II).

یکی از راه های بدست آوردن اکسیژن در آزمایشگاه، بدست آوردن آن با استفاده از واکنش تجزیه اکسیدی است که در بالا توضیح داده شد. جیوه (II).به دلیل سمیت بالای ترکیبات جیوه و خود بخار جیوه، این روش به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد.

2) تجزیه پرمنگنات پتاسیم

پرمنگنات پتاسیم(در زندگی روزمره ما آن را پرمنگنات پتاسیم می نامیم) یک ماده کریستالی به رنگ بنفش تیره است. هنگامی که پرمنگنات پتاسیم گرم می شود، اکسیژن آزاد می شود. مقداری پودر پرمنگنات پتاسیم را داخل لوله آزمایش بریزید و آن را به صورت افقی در پایه سه پایه ثابت کنید. یک تکه پنبه را نزدیک سوراخ لوله آزمایش قرار دهید. لوله آزمایش را با درپوشی می بندیم که لوله خروجی گاز داخل آن قرار می گیرد که انتهای آن داخل ظرف گیرنده پایین می آید. لوله خروجی گاز باید به پایین ظرف گیرنده برسد. یک پشم پنبه واقع در نزدیکی دهانه لوله آزمایش برای جلوگیری از ورود ذرات پرمنگنات پتاسیم به ظرف گیرنده مورد نیاز است (در طول تجزیه، اکسیژن آزاد شده در امتداد ذرات پرمنگنات حمل می شود). وقتی دستگاه مونتاژ شد، شروع به گرم کردن لوله آزمایش می کنیم. آزاد شدن اکسیژن آغاز می شود. معادله واکنش برای تجزیه پرمنگنات پتاسیم:

2KMnO4 t° → K2MnO4 + MnO2 + O2

چگونه می توان وجود اکسیژن را تشخیص داد؟ بیایید از روش پریستلی استفاده کنیم. یک ترکش چوبی را روشن کنیم، بگذاریم کمی بسوزد، سپس آن را خاموش کنیم تا به سختی دود شود. بیایید انشعاب در حال سوختن را در ظرفی با اکسیژن پایین بیاوریم. مشعل به شدت چشمک می زند! لوله خروجی گازبه طور تصادفی به پایین کشتی دریافت کننده پایین نیامد. اکسیژن سنگین تر از هوا است، بنابراین، در پایین گیرنده جمع می شود و هوا را از آن جابجا می کند. اکسیژن را می توان با جابجایی آب نیز جمع آوری کرد. برای انجام این کار، لوله خروجی گاز باید در یک لوله آزمایش پر از آب پایین آورده شود و در یک کریستالایزر با آب با سوراخ پایین قرار گیرد. وقتی اکسیژن وارد می شود، گاز آب را از لوله آزمایش خارج می کند.

تجزیه پراکسید هیدروژن

پراکسید هیدروژن- ماده ای که برای همه شناخته شده است. در داروخانه ها با نام پراکسید هیدروژن فروخته می شود. این نام قدیمی است، استفاده از اصطلاح "پراکسید" صحیح تر است. فرمول شیمیایی پراکسید هیدروژن H2O2 پراکسید هیدروژن در طول ذخیره سازی به آرامی به آب و اکسیژن تجزیه می شود. برای سرعت بخشیدن به فرآیند تجزیه، می توانید حرارت دهید یا اعمال کنید کاتالیزور

کاتالیزور- ماده ای که سرعت یک واکنش شیمیایی را تسریع می کند

پراکسید هیدروژن را داخل فلاسک بریزید و یک کاتالیزور به مایع اضافه کنید. کاتالیزور می تواند پودر سیاه - اکسید منگنز باشد MnO2.بلافاصله به دلیل آزاد شدن مقدار زیادی اکسیژن، مخلوط شروع به کف می کند. بیایید یک شکاف در حال دود را داخل فلاسک بیاوریم - به شدت شعله ور می شود. معادله واکنش برای تجزیه پراکسید هیدروژن به صورت زیر است:

2H2O2 MnO2 → 2H2O + O2

لطفا توجه داشته باشید: کاتالیزوری که واکنش را تسریع می کند در بالای فلش یا علامت نوشته شده است «=», زیرا در طول واکنش مصرف نمی شود، بلکه فقط آن را تسریع می کند.

تجزیه کلرات پتاسیم

کلرات پتاسیم- ماده کریستالی سفید. در تولید آتش بازی و سایر محصولات مختلف آتش بازی استفاده می شود. یک نام بی اهمیت برای این ماده وجود دارد - "نمک Berthollet". این ماده به افتخار شیمیدان فرانسوی که اولین بار آن را سنتز کرد، کلود لوئیس برتوله، این نام را دریافت کرد. فرمول شیمیایی کلرات پتاسیم KСlO3 است.هنگامی که کلرات پتاسیم در حضور یک کاتالیزور - اکسید منگنز گرم می شود. MnO2نمک برتوله طبق طرح زیر تجزیه می شود:

2KClO3 t°، MnO2 → 2KCl + 3O2.

تجزیه نیترات

نیترات ها- مواد حاوی یون NO3⎺.ترکیبات این دسته به عنوان کودهای معدنی استفاده می شود و در محصولات پیروتکنیک گنجانده می شود. نیترات ها- ترکیبات از نظر حرارتی ناپایدار هستند و هنگامی که گرم می شوند با آزاد شدن اکسیژن تجزیه می شوند: لطفاً توجه داشته باشید که همه روش های در نظر گرفته شده برای تولید اکسیژن مشابه هستند. در تمام موارد، اکسیژن در طی تجزیه مواد پیچیده تر آزاد می شود. واکنش تجزیه- واکنشی که در نتیجه آن مواد پیچیده به مواد ساده‌تر تجزیه می‌شوند، به طور کلی، واکنش تجزیه را می‌توان با یک طرح نامه توصیف کرد:

AB → A + B.

واکنش های تجزیه می تواند تحت تأثیر عوامل مختلف رخ دهد. این ممکن است گرمایش، جریان الکتریکی یا استفاده از یک کاتالیزور باشد. واکنش هایی وجود دارد که در آن مواد خود به خود تجزیه می شوند.

تولید اکسیژن در صنعت

در صنعت، اکسیژن با جداسازی آن از هوا به دست می آید. هوا- مخلوطی از گازها که اجزای اصلی آن در جدول ارائه شده است. ماهیت این روش خنک کردن عمیق هوا و تبدیل آن به مایع است که در فشار معمولی اتمسفر در دمای حدوداً قابل دستیابی است. -192 درجه سانتیگراد. جداسازی مایع به اکسیژن و نیتروژن با استفاده از اختلاف دمای جوش آنها انجام می شود، یعنی: Tb. O2 = -183 درجه سانتیگراد; نقطه جوش N2 = -196°C(در فشار اتمسفر معمولی). با تبخیر تدریجی مایع به فاز گازی، ابتدا نیتروژنی که نقطه جوش کمتری دارد عبور می کند و با آزاد شدن مایع با اکسیژن غنی می شود. تکرار چندباره این فرآیند، به دست آوردن اکسیژن و نیتروژن با خلوص مورد نیاز را ممکن می سازد. این روش جداسازی مایعات به اجزای تشکیل دهنده آنها نامیده می شود تصحیح هوای مایع
  • در آزمایشگاه، اکسیژن با واکنش های تجزیه تولید می شود
  • واکنش تجزیه- واکنشی که در نتیجه آن مواد پیچیده به مواد ساده تر تجزیه می شوند
  • اکسیژن را می توان با روش جابجایی هوا یا روش جابجایی آب جمع آوری کرد
  • برای تشخیص اکسیژن، از یک شکاف در حال دود استفاده می شود که به شدت در آن چشمک می زند
  • کاتالیزور- ماده ای که واکنش شیمیایی را تسریع می کند، اما در آن مصرف نمی شود
]]>

ارسال کار خوب خود به پایگاه دانش آسان است. از فرم زیر استفاده کنید

دانشجویان، دانشجویان تحصیلات تکمیلی، دانشمندان جوانی که از دانش پایه در تحصیل و کار خود استفاده می کنند از شما بسیار سپاسگزار خواهند بود.

ارسال شده در http://www.allbest.ru//

ارسال شده در http://www.allbest.ru//

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه

MBOU "Gymnasium No. 1 of Vladivostok"

جداسازی هوا با توربو اکسپندر اکسیژن

تولید اکسیژن در صنعت

اثر اجرا شده توسط: Kadysheva Eva

دانش آموز کلاس هشتم "ب"

MBOU Gymnasium شماره 1

سرپرست علمی: Kovalenko N.S.

ولادی وستوک 2016

1-مقدمه

اکسیژن نه تنها بخش قابل توجهی از هوای اتمسفر، پوسته زمین و آب آشامیدنی را تشکیل می دهد، بلکه 65 درصد وزن بدن انسان را نیز به خود اختصاص داده و مهمترین عنصر شیمیایی در ساختار بدن انسان است. این گاز یکی از پرمصرف ترین موادی است که به دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی تقریباً در تمام زمینه های فعالیت انسان مورد استفاده قرار می گیرد.

OXYGEN یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی 8، جرم اتمی 16 است. در جدول تناوبی عناصر مندلیف، اکسیژن در دوره دوم در گروه VIA قرار دارد. در حالت آزاد، اکسیژن گازی بی رنگ، بی بو و بی مزه است.

توسعه تولید اکسیژن و استفاده از آن به عنوان تقویت کننده برای بسیاری از فرآیندهای تکنولوژیکی یکی از عوامل پیشرفت فنی مدرن است، زیرا باعث افزایش بهره وری نیروی کار و تضمین رشد تولید در تعدادی از صنایع مهم می شود.

هدف: تحقیق در مورد فناوری های تولید اکسیژن صنعتی

بررسی تاریخچه تولید اکسیژن در صنعت

مزایا و معایب هر روش به دست آوردن را شناسایی کنید.

کاربردهای اکسیژن را بیابید

2. اطلاعات تاریخی

کارخانه‌های جداسازی هوای مدرن که در آنها سرما با استفاده از توربو انبساط تولید می‌شود، صدها هزار متر مکعب گاز اکسیژن را برای صنعت، عمدتاً متالورژی و شیمی، فراهم می‌کنند. آنها نه تنها در اینجا، بلکه در سراسر جهان کار می کنند.

اولین نمونه اولیه یک توربواکسپندر که توسط P.L. Kapitsa ساخته شد کوچک بود. و این توربو اکسپندر به "قلب" اولین نصب برای تولید اکسیژن با استفاده از روشی جدید تبدیل شد.

در سال 1942، یک تاسیسات مشابه، اما بسیار قدرتمندتر ساخته شد که تا 200 کیلوگرم اکسیژن مایع در ساعت تولید می کرد. در پایان سال 1944، قدرتمندترین تاسیسات توربواکسیژن جهان به بهره برداری رسید که 6-7 برابر بیشتر از تاسیسات نوع قدیمی اکسیژن مایع تولید می کرد و در عین حال 3-4 برابر مساحت کمتری را اشغال می کرد.

یک واحد جداسازی هوای مدرن BR-2، که در طراحی آن از یک توربو اکسپندر نیز استفاده شده است، می تواند سه لیتر اکسیژن گازی را برای هر ساکن اتحاد جماهیر شوروی در یک روز کار تامین کند.

در 30 آوریل 1945، میخائیل ایوانوویچ کالینین حکمی را امضا کرد که به آکادمیک P.L. به کاپیتسا عنوان قهرمان کار سوسیالیستی "به دلیل توسعه موفقیت آمیز روش توربین جدید برای تولید اکسیژن و برای ایجاد یک کارخانه قدرتمند توربو اکسیژن" اعطا شد. مؤسسه مشکلات فیزیکی آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی که این کار در آنجا انجام شد، نشان پرچم سرخ کار را دریافت کرد.

3. روش های به دست آوردن

3.1 روش جداسازی هوای برودتی

هوای بدون رطوبت اتمسفر مخلوطی است حاوی اکسیژن 21 درصد و نیتروژن 78 درصد حجمی، آرگون 9/0 درصد و سایر گازهای بی اثر، دی اکسید کربن، بخار آب و غیره. برای به دست آوردن گازهای اتمسفر از نظر فنی خالص، هوا تحت خنک سازی عمیق قرار می گیرد و به مایع تبدیل می شود. دمای جوش هوای مایع در فشار اتمسفر -194.5 درجه سانتیگراد.)

این فرآیند به این صورت است: هوای مکیده شده توسط یک کمپرسور چند مرحله ای ابتدا از یک فیلتر هوا عبور می کند، جایی که از گرد و غبار پاک می شود، از یک جداکننده رطوبت عبور می کند، جایی که آبی که در طول فشرده سازی هوا متراکم می شود، جدا می شود و یک آب. خنک کننده، که هوا را خنک می کند و گرمای ایجاد شده در هنگام فشرده سازی را حذف می کند. برای جذب دی اکسید کربن از هوا، کربن‌زدایی روشن می‌شود که با محلول آبی سود سوزآور پر شده است. حذف کامل رطوبت و دی اکسید کربن از هوا ضروری است، زیرا یخ زدن آب و دی اکسید کربن در دماهای پایین باعث مسدود شدن خطوط لوله می شود و نصب باید برای ذوب و پاکسازی متوقف شود.

پس از عبور از باتری خشک کن، هوای فشرده وارد به اصطلاح منبسط کننده می شود که در آن انبساط شدید رخ می دهد و بر این اساس، خنک و مایع می شود. هوای مایع حاصل در ستون های تقطیر تحت تقطیر کسری یا یکسوسازی قرار می گیرد. با تبخیر تدریجی هوای مایع، عمدتاً نیتروژن ابتدا تبخیر می شود و مایع باقی مانده به طور فزاینده ای با اکسیژن غنی می شود. با تکرار چندین بار فرآیند مشابه بر روی سینی های تقطیر ستون های جداسازی هوا، اکسیژن مایع، نیتروژن و آرگون با خلوص لازم به دست می آید.

روش کرایوژنیک جداسازی هوا به شما امکان می دهد گازهایی با بالاترین کیفیت - اکسیژن تا 99.9٪ بدست آورید.

3.2 روش جداسازی هوای جذبی

جداسازی هوای برودتی با تمام پارامترهای کیفی آن، روشی نسبتاً گران برای تولید گازهای صنعتی است. روش جذبی جداسازی هوا بر اساس جذب انتخابی یک گاز خاص توسط جاذب ها، روشی غیر برودتی است و به دلیل مزایای زیر به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد:

توانایی جداسازی بالا برای اجزای جذب شده بسته به انتخاب جاذب.

شروع و توقف سریع در مقایسه با گیاهان برودتی؛

انعطاف پذیری نصب بیشتر، به عنوان مثال توانایی تغییر سریع حالت عملکرد، بهره وری و تمیزی بسته به نیاز؛

تنظیم حالت خودکار؛

امکان کنترل از راه دور؛

هزینه انرژی پایین در مقایسه با بلوک های برودتی؛

طراحی سخت افزاری ساده؛

هزینه نگهداری کم؛

هزینه کم نصب در مقایسه با فناوری های برودتی؛

روش جذب برای تولید نیتروژن و اکسیژن استفاده می شود، زیرا پارامترهای کیفیت عالی را با هزینه کم ارائه می دهد.

3.3 روش جداسازی هوای غشایی

روش جداسازی هوای غشایی بر اساس اصل نفوذپذیری انتخابی غشاها است. این شامل تفاوت در نرخ نفوذ گازها از طریق یک غشای پلیمری با اختلاف فشار جزئی است. هوای فشرده تصفیه شده به غشاء عرضه می شود. در این حالت، "گازهای سریع" از غشاء به ناحیه ای با فشار کم عبور می کنند و در خروجی غشاء با یک جزء به راحتی نفوذ می کنند. قسمت باقی مانده از هوا با "گازهای آهسته" اشباع شده و از دستگاه خارج می شود.

روش غشایی تولید اکسیژن صنعتی با هزینه کم انرژی و هزینه های عملیاتی مشخص می شود. با این حال، این روش به شما امکان می دهد تا اکسیژن با خلوص کم تا 45٪ بدست آورید.

4. استفاده از اکسیژن

اولین محققان اکسیژن متوجه شدند که تنفس در جو آن آسان تر است. آنها استفاده گسترده از این گاز حیات بخش در پزشکی و حتی در زندگی روزمره را به عنوان وسیله ای برای تقویت عملکردهای حیاتی بدن انسان پیش بینی کردند.

اما با یک مطالعه عمیق تر، مشخص شد که استنشاق طولانی مدت اکسیژن خالص توسط یک فرد می تواند باعث بیماری و حتی مرگ شود: بدن انسان برای زندگی در اکسیژن خالص سازگار نیست.

در حال حاضر، تنها در برخی موارد از اکسیژن خالص برای استنشاق استفاده می شود: به عنوان مثال، به افرادی که به شدت مبتلا به سل ریوی هستند، پیشنهاد می شود اکسیژن را در بخش های کوچک استنشاق کنند. هوانوردان و خلبانان در طول پرواز در ارتفاع بالا از دستگاه های اکسیژن استفاده می کنند. اعضای تیم های امداد کوهستان اغلب مجبور می شوند در جوی خالی از اکسیژن کار کنند. برای تنفس از دستگاهی استفاده می کنند که در آن با افزودن اکسیژن از سیلندرهای واقع در همان دستگاه، ترکیب هوای لازم برای تنفس حفظ می شود.

بخش عمده ای از اکسیژن تولید شده در صنعت در حال حاضر برای سوزاندن مواد مختلف در آن استفاده می شود تا دمای بسیار بالایی به دست آید.

به عنوان مثال گاز استیلن قابل اشتعال (C2H2) با اکسیژن مخلوط شده و در مشعل های مخصوص سوزانده می شود. شعله این مشعل آنقدر داغ است که آهن را آب می کند. بنابراین برای جوشکاری محصولات فولادی از مشعل اکسیژن-استیلن استفاده می شود. به این نوع جوش، جوشکاری خودزا می گویند.

برای تهیه مخلوط های انفجاری از اکسیژن مایع استفاده می شود. کارتریج های مخصوص را با چوب خرد شده (آرد چوب) یا سایر مواد قابل اشتعال خرد شده پر می کنند و این توده قابل اشتعال را با اکسیژن مایع مرطوب می کنند. هنگامی که چنین مخلوطی مشتعل می شود، احتراق بسیار سریع اتفاق می افتد و مقدار زیادی گاز تولید می کند که تا دمای بسیار بالا گرم می شود. فشار این گازها می تواند سنگ ها را منفجر کند یا مقدار زیادی خاک را به بیرون پرتاب کند. از این مخلوط انفجاری در ساخت کانال ها، حفر تونل و غیره استفاده می شود.

اخیراً برای افزایش دما در کوره ها هنگام ذوب آهن و فولاد، اکسیژن به هوا اضافه شده است. به همین دلیل تولید فولاد تسریع می شود و کیفیت آن بهبود می یابد.

نتیجه گیری

در طول کار پژوهشی، هدف و وظایف محوله محقق شد.

نیازهایی که در زمینه‌های مختلف فعالیت‌های انسانی به وجود آمد، چالش‌هایی را برای دانشمندان شیمی در یافتن راه‌های جدید، پربازده‌تر و کم‌هزینه‌تر برای به دست آوردن اکسیژن خالص ایجاد کرد.

در کشور ما هر ساله ایستگاه ها و کارگاه های جدید تولید اکسیژن راه اندازی می شود و ایستگاه های موجود توسعه می یابد.

هوای اتمسفر منبع پایان ناپذیر مواد خام برای تولید صنعتی اکسیژن است. در عین حال نیتروژن و استیلن همزمان با اکسیژن تولید می شوند که تاثیر مثبتی بر فرآیند جداسازی اقتصادی دارد.

ارسال شده در Allbest.ru

...

اسناد مشابه

    کارگاه تولید نیتروژن و اکسیژن PKO Saratovorgsintez LLC. ویژگی های محصولات تولیدی. نمودار فنی واحد جداسازی هوا. ویژگی های عوامل خطرناک و مضر تولید موثر بر کارمند در حین کار.

    گزارش تمرین، اضافه شده در 1394/09/13

    بررسی ترکیب تجهیزات در یک کارخانه ذوب فولاد. هدف، طراحی و اصل عملکرد یک دستگاه اکسیژن رسانی. محاسبه ساختاری درایو هیدرولیک برای بلند کردن سکو و محور محرک دستگاه تامین اکسیژن به عنوان بخشی از نوسازی فنی آن.

    پایان نامه، اضافه شده در 2017/03/20

    جداسازی هوا با استفاده از روش خنک کننده عمیق. ترسیم تعادل حرارتی و مواد نصب. تعادل حرارتی بخش‌های جداگانه کارخانه جداسازی هوا. محاسبه فرآیند اصلاح، هزینه های انرژی. محاسبه کندانسور - اواپراتور.

    کار دوره، اضافه شده 03/04/2013

    بررسی طرح های موجود برای تصفیه آرگون از اکسیژن. توجیه کارایی و محاسبه یک تاسیسات برای تصفیه آرگون از اکسیژن با استفاده از جاذب زئولیت به جای تاسیساتی برای تصفیه آرگون با هیدروژناسیون کاتالیزوری با استفاده از هیدروژن.

    کار دوره، اضافه شده در 2013/11/23

    مفهوم و ویژگی های خاص تولید خودکار انعطاف پذیر، ارزیابی مزایای اصلی آن. طبقه بندی صنایع بر اساس میزان انعطاف پذیری آنها. مبانی رباتیک سازی تولیدات صنعتی. ویژگی های تکنولوژی لیزر و غشاء.

    چکیده، اضافه شده در 2010/12/25

    مشخصات کلی تولید آهن و فولاد. خواص فیزیکی و شیمیایی گازهای به دست آمده و مورد استفاده. برخی از پدیده های فیزیکی هنگام استفاده از گازهای صنعتی و بخار در کارخانه متالورژی چلیابینسک. فیزیک در بخش گاز

    چکیده، اضافه شده در 1390/01/13

    محدوده گازهای فنی. پروژه اتوماسیون فرآیند جداسازی هوا به نیتروژن و اکسیژن در کارخانه الکتروشیمیایی. توجیه نمودار ساختاری اتوماسیون. محاسبه روشنایی برق کارگاه و بار روشنایی کل.

    پایان نامه، اضافه شده در 1392/12/16

    روش های تصفیه گازهای صنعتی از سولفید هیدروژن: طرح ها و تجهیزات تکنولوژیکی، مزایا و معایب. سطح و فیلم، بسته بندی شده، حباب دار، جاذب پاشش. طرح فن آوری برای تصفیه گاز کوره کک از سولفید هیدروژن.

    کار دوره، اضافه شده 01/11/2011

    توابع اصلی انجام شده توسط سنگ کوره بلند. سرعت واکنش احتراق سوخت، انتشار مولکول های اکسیژن در لایه مرزی. مقدار مونوکسید کربن تشکیل شده، دما و غلظت اکسیژن در فاز گاز. مناطق اکسیداسیون کوره.

    تست، اضافه شده در 2013/09/11

    مشخصات کلی کارخانه ذوب فولاد در OAO Severstal. معرفی پروژه نوسازی پلت فرم دستگاه اکسیژن رسانی به مبدل شماره 3. تجزیه و تحلیل مراحل محاسبه شفت محرک و واحدهای پمپاژ. ویژگی های طراحی کاتر اجاق گاز.

اکسیژن (O 2) یک گاز شیمیایی فعال بدون رنگ، طعم و بو است.

ساده ترین راه برای دریافت اکسیژن از هوا است، زیرا هوا یک ترکیب نیست و تقسیم هوا به عناصر آن چندان دشوار نیست.

روش صنعتی اصلی برای تولید اکسیژن از هوا، یکسوسازی برودتی است، زمانی که هوای مایع در ستون‌های تقطیر به همان روشی که مثلاً روغن تقسیم می‌شود، به اجزاء تقسیم می‌شود. اما برای تبدیل هوای اتمسفر به مایع باید تا دمای منفی 196 درجه سانتی گراد خنک شود. برای انجام این کار، دومی باید فشرده شود و سپس اجازه انبساط داده شود و در عین حال مجبور به تولید کار مکانیکی شود. سپس طبق قوانین فیزیک، هوا باید خنک شود. ماشین هایی که در آنها این اتفاق می افتد، اکسپندر نامیده می شوند. تاسیسات برودتی مدرن برای جداسازی هوا، که در آنها سرما با استفاده از توربو انبساط به دست می‌آید، صدها هزار متر مکعب گاز اکسیژن را در صنعت، عمدتاً متالورژی و شیمی، فراهم می‌کند.

واحدهای جداسازی هوا بر اساس تکنولوژی غشایی یا جذب نیز با موفقیت در صنعت استفاده می شوند.

کاربرد اکسیژن در صنعت و پزشکی

صنعت

استفاده از اکسیژن

صنعت متالورژی

  • ساخت فولاد از چدن (حذف کربن اضافی از چدن).
  • روش مبدل تولید فولاد.
  • تولید فولاد برق.
  • انفجار اکسیژن در کوره های بلند و کوره های باز، مبدل.
  • تولید فروآلیاژ.
  • ذوب نیکل، روی، سرب، زیرکونیوم و سایر فلزات غیر آهنی.
  • تشدید فرآیندهای برشته کردن مواد خام در متالورژی غیر آهنی.
  • کاهش مستقیم آهن
  • پردازش مات.

صنایع شیمیایی

  • اکسیژن به عنوان یک عامل اکسید کننده در تولید سوخت های مایع مصنوعی، روغن های روان کننده، اسیدهای نیتریک و سولفوریک، متانول، کودهای آمونیاک و آمونیاک، پراکسیدهای فلزی و سایر محصولات شیمیایی.
  • تولید استیلن (ترمو اکسیداتیو کراکینگ).

صنعت پتروشیمی

  • از اکسیژن برای کارآمدتر کردن پالایشگاه ها استفاده می شود - برای افزایش بهره وری واحدهای کراکینگ نفت.

انرژی

  • گازی شدن سوخت جامد
  • فشرده سازی مخلوط زغال سنگ سخت.
  • غنی سازی اکسیژن هوا برای دیگ های صنعتی.

مهندسی ساخت و ساز و مکانیک

  • برش گاز اکسیژن و استیلن و جوشکاری گاز فلزات و آلیاژها.
  • برش پلاسما فلزات و لحیم کاری.
  • کندوپاش و روکش فلزات.

استخراج طلا

  • استخراج فلزات گرانبها از سنگ معدن.
  • حفاری حرارتی سنگ های سخت.
  • پالایش طلا.

تولید نفت

  • تزریق اکسیژن به سازند برای افزایش انرژی جابجایی.
  • ایجاد یک منبع احتراق که به طور موثر در داخل سازند حرکت می کند.

صنعت شیشه

  • اکسیژن به شما امکان می دهد دما را در کوره های ذوب شیشه افزایش دهید و فرآیند احتراق را بهبود بخشید و انتشار اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق را از کوره ها کاهش دهید.
  • در تولید محصولات شیشه ای، اکسیژن به مشعل های گازی می رسد که برای بریدن قسمت نامرغوب محصول، ذوب شدن لبه ها و صیقل دادن آتش سطح برای ذوب ریزعیب ها استفاده می شود.
  • اکسیژن در دمیدن شیشه، در کارخانه های شیشه سازی پزشکی و آزمایشگاهی و در تولید لامپ مورد نیاز است.

اکولوژی

از اکسیژن در فرآیندهای زیر استفاده می شود:

  • برای افزایش راندمان کارخانه های ازن زنی - ازن زنی برای تصفیه آب، تصفیه فاضلاب، سفید کردن پالپ و غیره.
  • دفع زباله - در طول خنثی سازی (اکسیداسیون) زباله های فعال شیمیایی در تصفیه خانه های زباله سوز با انفجار اکسیژن.
  • هنگام تصفیه آب آشامیدنی
  • هنگام بازیافت فلزات

کشاورزی

صنایع غذایی

  • در صنایع غذایی، اکسیژن به عنوان یک افزودنی غذایی E948 ثبت شده است.
  • اکسیژن به عنوان پیشران و گاز بسته بندی.

تاسیسات ازن زنی

  • ازن زنی برای تصفیه آب، تصفیه فاضلاب، سفید کردن پالپ و غیره.

دارو

  • غنی سازی مخلوط گازهای تنفسی با اکسیژن.
  • کوکتل های اکسیژن.
  • بیهوشی (نارکوز).
  • فیزیوتراپی.
  • ازن زنی برای ضدعفونی


 


بخوانید:



حسابداری تسویه حساب با بودجه

حسابداری تسویه حساب با بودجه

حساب 68 در حسابداری در خدمت جمع آوری اطلاعات در مورد پرداخت های اجباری به بودجه است که هم به هزینه شرکت کسر می شود و هم ...

کیک پنیر از پنیر در یک ماهیتابه - دستور العمل های کلاسیک برای کیک پنیر کرکی کیک پنیر از 500 گرم پنیر دلمه

کیک پنیر از پنیر در یک ماهیتابه - دستور العمل های کلاسیک برای کیک پنیر کرکی کیک پنیر از 500 گرم پنیر دلمه

مواد لازم: (4 وعده) 500 گرم. پنیر دلمه 1/2 پیمانه آرد 1 تخم مرغ 3 قاشق غذاخوری. ل شکر 50 گرم کشمش (اختیاری) کمی نمک جوش شیرین...

سالاد مروارید سیاه با آلو سالاد مروارید سیاه با آلو

سالاد

روز بخیر برای همه کسانی که برای تنوع در رژیم غذایی روزانه خود تلاش می کنند. اگر از غذاهای یکنواخت خسته شده اید و می خواهید لذت ببرید...

دستور العمل لچو با رب گوجه فرنگی

دستور العمل لچو با رب گوجه فرنگی

لچوی بسیار خوشمزه با رب گوجه فرنگی مانند لچوی بلغاری که برای زمستان تهیه می شود. اینگونه است که ما 1 کیسه فلفل را در خانواده خود پردازش می کنیم (و می خوریم!). و من چه کسی ...

فید-تصویر RSS