I shamshidinov noorganik moddalar va
-§. Havodan azot va kislorod olish
Download 7.06 Mb. Pdf ko'rish
|
4-§. Havodan azot va kislorod olish
Havo yerning gaz holatdagi qobig‘i – atmosferasida bo‘ladigan gazlarning mexanik aralashmasidir. yer sirti quruq havosining tarkibiga 78% azot, 21% kislorod va 1% argon kiradi. Havodagi suv bug‘ining miqdori 0,% dan 2% gacha o‘zgaradi. Bundan tashqari, havoda iz 143 miqdorda karbonat angidrid, vodorod, neon, kripton va boshqalar bo‘ladi. Havo tarkibiga kiruvchi gazlar xalq xo‘jaligida keng ko‘lamda ishlatiladi. Masalan, azot inert atmosfera hosil qilish uchun, kalsiy sianamid olish uchun va shunga o‘xshash ishlarda ishlatiladi. Kisloroddan ko‘pgina sanoatlar oksidlash jarayonlarida, payvandlashda, metallurgiya sanoati va xokazolarda foydalaniladi. Inert gazlar elektrolampalarda to‘ldirgich sifatida va boshqa sohalarda ishlatiladi. Havoni tarkibiy qismlarga ajratish havo tarkibiga kiruvchi alohida olingan gazlar qaynash haroratlarining farqlanishiga asoslangandir. Masalan, kislorod –182,9 O Cda, argon –185,7 O Cda, azot –195,7 O Cda qaynaydi. Havoni ajratish uchun dastlab qisiladi, ya’ni azotning qaynash haroratidan past haroratgacha sovutish orqali suyuq holatga o‘tkaziladi, so‘ngra rektifikatsiya minoralarida bug‘latiladi, u yerda havoni ajratish amalga oshiriladi. Havoni azot va kislorodga ajratish uchta asosiy bosqichdan iboratdir: tozalash va quritish, qisish va rektifikatsiya. Havoni tozalash va quritish. Qisish va ajratishga beriladigan havo sovutilganda hosil bo‘ladigan qattiq zarrachalar (muz, qattiq karbonat kislota, chang) issiqlik almashtirgichlarda tiqilib qolmasligi uchun oldindan chang, suv bug‘lari va CO 2 dan tozalanadi. Havo changdan moyli filtr orqali o‘tkazish yo‘li bilan tozalanadi. Moyli filtr kolonka ko‘rinishida bo‘lib, unga sirti mineral moylar bilan qoplangan metall halqalar to‘ldirilgan bo‘ladi. Havoni karbonat angidriddan tozalash uchun o‘yuvchi natriy eritmasiga yuttiriladi: 2NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O Havo suv bug‘idan qattiq adsorbentlar (silikagel, alyumogel kabilar) yoki o‘yuvchi natriy to‘ldirilgan adsorberlarda tozalanadi. Qattiq sovutish bilan havoni siqish. Qattiq sovutish bilan havoni siqish sanoatda ikki yo‘l bilan amalga oshiriladi: – Tor tirqishdan katta hajmga o‘tkazish orqali qisilgan havoni o‘z- o‘zicha kengayishi yo‘li bilan amalga oshiriladi, bu drossellash deb ataladi. Drossellash asosan ventillar yordamida amalga oshiriladi; Drossellashda havoni sovushi real gazlar kengayishida bir qism ichki energiyaning molekulalar orasidagi tortilish kuchlarini yengishga sarflanishi tufayli yuzaga keladi va bunda gaz soviydi. Agar qisilgan havo ozgina sovutilsa, so‘ngra bosimi pasaytirilsa, uning harorati yanada pasayadi. Masalan, agar havo 50 atm gacha qisilgan va oldindan –50 O C gacha sovutilgan bo‘lsa, uning o‘z-o‘zicha kengayishidan termohimoya 144 hajmdagi havo harorati –72 O C gacha pasayadi. Drossellash qurilmasining prinsipial sxemasi 2.11-rasmda ko‘rsatilgan. Havo kompressor 1 bilan qisiladi, so‘ngra sovutgich 2 da sovutiladi. Qisilgan havo qarama-qarshi oqimli issiqlik almashtirgich 3 orqali o‘tadi, ventil 4 bilan drossellanadi, buning natijasida havoning bosimi pasayadi va u soviydi. Bunda bir qism havo qisiladi, qisilgan havo qismi esa qarama- qarshi oqimli issiqlik almashtirgichga yuboriladi, u yerda kelayotgan qisilgan havoning sovishi sodir bo‘ladi. Suyuq havo separator 5 da yig‘iladi. – Tashqi ish bajarish bilan qisilgan gazning kengayishida sovush effektidan foydalanishga asoslangan usulda qisligan havo bug‘ mashinasiga o‘xshash mashinaga beriladi. Unda havo bir vaqtda kengayish va sovish bilan porshenni surish yoki trubinani aylantirish kabi ishlarni bajaradi. 2.11-rasm. Havoni qisish qurilmasining sxemasi. Suyuq havoni rektifikatsiyalash. Havoni rektifikatsiyalashdan maqsad, yuqoridagi usullardan biri biri bo‘yicha olingan suyuq havoni komponentlarga ajratishdir. Suyuq azot va suyuq kislorod har qanday nisbatda aralashadi. Suyuqliklar aralashmasining qaynash harorati va gaz fazasining tarkibi aralashma tarkibiga bog‘liqdir. Aralashmada past qaynash haroratli komponent azot qanchalik ko‘p bo‘lsa, aralashmaning qaynash harorati ham shunchalik past bo‘ladi. Suyuq aralashma bilan muvozanatda bo‘lgan bug‘da bu komponentning miqdori ko‘p bo‘ladi. 2.12-rasmda 1 atm (760 mm sim. ust.) bosimdagi azot-kislorod aralashmasining muvozanatli qaynash egri chiziqlari tasvirlangan. Tarkibida 20,9% kislorod va 79,1% azot bo‘lgan suyuq havo (soddalashtirish uchun ikki 145 komponent olingan) t 1 = –194,3 O C (nuqta 1) da qaynaydi. Suyuqlik ustidagi gaz fazasi azot bilan boyigan bo‘ladi, nuqta 2 uning tarkibiga to‘g‘ri keladi. Bunda suyuqlik kislorod bilan boyiydi va uning qaynash harorati ortadi. Agar t 2 haroratda yuqori qaynash haroratli fraksiya kondensatsiyalansa, hosil bo‘ladigan suyuqlik tarkibi nuqta 4 ga muvofiq keladi, ya’ni suyuqlik kislorod bilan boyiydi, gaz fazasi tarkibi esa nuqta 3 ga muvofiq keladi. Shunday qilib, gaz fazasi azot bilan boyitiladi. 2.12-rasm. Azot-kislorod sistemasi uchun muvozanat diagrammasi. Havoni ajratish uchun bir va ikki marta rektifikatsiyalashli jihozlar ishlatiladi. Bir marta rektifikatsiyalashli minoralarda tarkibida 7% O 2 bo‘lgan azot olinadi. Ikki marta rektifikatsiyalashli jihoz yuqori va quyi minoralardan tuzilgan (2.13-rasm). Quyi minora 2 havoni azot va havo- kislorod aralashmasiga dastlabki ajratish uchun xizmat qiladi. Yuqori kolonna 4 da gazlar aralashmasini azot va kislorodga oxirgi ajratish sodir bo‘ladi. Quyi minorada yuqori bosim (5,5-6,5 atm), yuqori minorada esa atmosfera bosimiga yaqin bosim ushlab turiladi. Yuqori va quyi minoralar orasida bug‘latgich-kondensator 3 joylashgan bo‘ladi. U yuqori minora uchun kislorodni bug‘latgich, quyi minora uchun esa azot kondensatori vazifasini o‘taydi. Ikki qaytali rektifikatsiya jihozi quyidagicha ishlaydi. Issiqlik almashtirgichda oldindan 145-150 O K gacha sovutilgan va 120-200 atm bosimgacha siqilgan havo quyi minorada joylashgan o‘ramli quvurga beriladi. Siqilgan havo u yerda qaynovchi havo-kislorod aralashmasi hisobiga 110 O K haroratgacha soviydi. So‘ngra havo drossellanadi va mazkur minora o‘rta tokchalariga beriladi. Azot bilan boyigan bug‘ yuqoriga ko‘tariladi, bug‘latgichda kondensatsiyalanadi. Kislorod bilan boyigan suyuqlik pastga oqib tushadi. Quyi kolonnaning cho‘ntaklari 8 146 da suyuqlik yig‘iladi, undagi azot miqdori 98-99,5% ga yetadi. Shu yerdan suyuq azotning bir qismi pastga oqib tushadi, bir qismi esa yuqori minorani sug‘orishga beriladi. Tarkibida taxminan 40% kislorod bo‘lgan havo-kislorod aralashmasi quyi minoradan yuqori minoraning o‘rta qismiga beriladi. Pastga oqib tushishi hisobiga suyuqlik kislorod bilan boyiydi, ko‘tarilayotgan azot bug‘lari esa yuqoridan oqib tushayotgan suyuq azot bilan kisloroddan tozalanadi. Toza azot yuqori minoradan ajratib olinadi, gaz holatdagi kislorod bug‘latgich ustidan ajratib olinadi. 2.13-rasm. Ikki qaytali rektifikatsiyalash orqali havoni ajratish jihozining sxemasi: 1-minora sig‘imi; 2-quyi minora; 3-kondensator-bug‘latgich; 4-yuqori minora; 5,6,7-drossel jo‘mragi; 8-cho‘ntak. Yirik zamonaviy havoni ajratish qurilmasining quvvati 3000-17000 m 3 /soat azotni tashkil etadi. Elektr energiyasi sarfi esa 0,09-0,16 kvt soat/m 3 N 2 ni tashkil qiladi. Download 7.06 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling