Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Hoe u zuurstof veilig kunt scheiden van vloeibare lucht:een stapsgewijze handleiding

Door David Hoskins • Bijgewerkt op 24 maart 2022

Het gebruik van vloeibare zuurstof is in diverse sectoren enorm toegenomen:voedselconservering, medische therapie en lucht- en ruimtevaart. Vloeibare lucht wordt verkregen door atmosferische lucht af te koelen totdat deze vloeibaar wordt, en vervolgens gefractioneerde destillatie toe te passen om de verschillende kookpunten van de bestanddelen ervan te benutten. Hieronder vindt u een beknopt, door experts goedgekeurd protocol voor het extraheren van pure vloeibare zuurstof, vergezeld van essentiële veiligheidsrichtlijnen.

Stap1:Luchtvoorbereiding en voorkoeling

Filter de binnenkomende lucht om stof en deeltjes te verwijderen. Koel de lucht in een gefaseerd proces af tot een temperatuur van –79°C. Bij deze temperatuur stolt kooldioxide en wordt verwijderd, waardoor een mengsel van stikstof, zuurstof en argon overblijft.

Stap2:Vloeibaar maken

Blijf afkoelen totdat het mengsel –200°C bereikt en volledig vloeibaar is.

Stap3:Stikstofverwijdering

Pomp de vloeibare lucht in een fractioneringskolom. Zorg voor een gecontroleerde warmte-inbreng aan de basis. Naarmate de temperatuur boven de –196°C stijgt, verdampt stikstof, stijgt op en wordt via een speciale uitlaat bovenaan de kolom opgevangen.

Stap4:Zuurstofisolatie

Houd de basistemperatuur van de kolom onder –183°C, zodat zuurstof vloeibaar blijft. Trek de vloeibare zuurstof van de bodem naar een secundaire kolom.

Stap5:Argonscheiding

Pas zachte verwarming toe in de tweede kolom om de temperatuur te verhogen totdat argon verdampt. Scheid de argondamp af en verzamel de resterende vloeibare zuurstof in een opslagvat.

Uitrusting nodig

  • Hoogzuiver luchtfilter
  • Robuust cryogeen koelsysteem
  • Fractioneringskolom met temperatuurregeling en verzamelpoorten

Snelle samenvatting

Een centrale verzamelpoort in de fractioneringskolom kan argon opvangen, waardoor er geen aparte kolom nodig is.

Veiligheidswaarschuwing

Het scheiden van vloeibare zuurstof uit vloeibare lucht is inherent gevaarlijk en mag alleen worden uitgevoerd door getrainde professionals in faciliteiten die aan de voorschriften voldoen. Vloeibare zuurstof is een sterk oxidatiemiddel dat bij contact ernstige bevriezing kan veroorzaken en bij verhitting krachtig uitzet. Draag altijd geschikte beschermende kleding en bewaar het product in gecertificeerde containers.