Как нарабатывают жидкий воздух (и жидкий азот)?

Для получения жидкого воздуха воздух сжижают под давлением, охлаждают и разделяют низкотемпературной ректификацией на азот, кислород, аргон и прочие компоненты. yandex.ru

Процесс включает несколько этапов: tantal-d.ru

1. Газовая воздушная смесь проходит очистку от примесей пыли и воды. tantal-d.ru
2. Компрессором нагнетают давление до 250 атм. tantal-d.ru
3. Сжатый воздух требуется охладить, потому что в процессе происходит выделение тепла. tantal-d.ru Для этого используют обычную воду. tantal-d.ru
4. Далее, после прохождения первого теплообменника, газ разделяют на два потока. tantal-d.ru Больший направляется в поршневую машину (детандер). tantal-d.ru Она активизируется благодаря расширению вещества — потенциальную энергию преобразует в механическую. tantal-d.ru За счёт совершения этой работы газ охлаждается. tantal-d.ru
5. Пройдя через второй теплообменник, образовавшиеся капли жидкости накапливаются в термосе. tantal-d.ru

Для получения жидкого азота используют три основных метода: {6-host}

1. Криогенный метод. {6-host} Воздух нагнетается компрессором и проходит через фильтр, который очищает среду от частиц пыли. {6-host} Затем он пропускается через влагоотделитель, где отделяется сконденсированная при сжатии воздуха вода. {6-host} Следующий отсек — это водяной холодильник. {6-host} Здесь атмосферный воздух охлаждается, при этом осуществляется забор тепла. {6-host} Одновременно с этим через декарбонизатор, заполненный водным раствором едкого натра, из воздуха поглощается углекислота. {6-host} Следующий этап проходит в детандере. {6-host} Здесь осуществляется резкое расширение и охлаждение воздуха, что приводит к его сжижению. {6-host} В жидком состоянии его отправляют в ректификационную колонну, где суспензия постепенно выпаривается. {6-host} В первую очередь испаряется азот. {6-host} Затем газ подвергается ожижению. {6-host} Для этого азот охлаждается до температуры около -200 градусов по Цельсию, подаётся на специальный клапан, который понижает его давление до нескольких бар. {6-host} В результате происходит быстрое расширение газа и его охлаждение до -196 С — температуры кипения азота. {6-host} После продукт нужно лишь собрать в специальные резервуары. {6-host}
2. Адсорбционный метод. {6-host} Суть метода заключается в очистке атмосферного воздуха и разделении его на компоненты за счёт последовательного чередования этапов адсорбции и десорбции. {6-host}
3. Мембранный метод. {6-host} Способ получения азота, основанный на использовании статичного оборудования. {6-host} В мембранных установках нет никаких движущихся частей, что обеспечивает её исключительную надёжность в работе. {6-host} При этом для разделения атмосферного воздуха здесь используется специальное полимерное волокно, намотанное на катушку. {6-host} Вследствие разных парциальных давлений на внешней и внутренней поверхности прибора происходит отделение газа. {6-host} Итоговая чистота азота при этом достигает максимум 99,5%. {6-host} Далее полученное сырьё охлаждается для получения жидкого азота по технологии, описанной выше. {6-host}