Kandungan
- Bagaimana Pemisahan Gas oleh Penguraian Fraksional
- Penyulingan Fraksion Air Cair
- Lain-lain Jenis Unit Pemisahan Udara
Udara di atmosfer Bumi terdiri daripada nitrogen (78 peratus), oksigen (21 peratus), argon (0.93 peratus), karbon dioksida (0.038 peratus) dan gas surih lain, termasuk wap air dan gas mulia yang lain. Para saintis dapat mengekstrak gas surih dari udara menggunakan penapis atau menyejukkan udara. Contohnya, karbon dioksida menjadi padat pada -79 ° C (-110 ° F). Untuk memisahkan sampel udara ke dalam komponen utamanya - nitrogen dan oksigen - mereka perlu menyejukkan udara dengan ketara, turun hingga -200 ° C (-328 ° F), yang hampir sejuk seperti permukaan Pluto. Proses ini dikenali sebagai penyulingan pecahan udara cair atau penyulingan kriogenik. Ia memerlukan unit pemisah udara yang tidak seperti tiub penyulingan konvensional yang digunakan untuk memurnikan air.
Bagaimana Pemisahan Gas oleh Penguraian Fraksional
Setiap gas mempunyai titik mendidih ciri, yang ditakrifkan sebagai suhu di mana ia berubah daripada cecair menjadi gas. Sekiranya anda mempunyai sampel gas secara rawak, anda boleh memisahkannya dengan secara perlahan-lahan menyejukkan sampel sehingga setiap komponen gas dinaikkan. Kompaun liquified jatuh ke bahagian bawah kapal pengumpulan. Selepas semua cecair diperolehi, penyejukan berterusan sehingga suhu jatuh ke titik mendidih sebatian seterusnya dan ia liquifies. Sesetengah sebatian, seperti karbon dioksida, tidak boleh dicairkan. Sebaliknya, mereka langsung berubah menjadi pepejal, yang lebih mudah diperolehi daripada cecair.
Penyulingan Fraksion Air Cair
Unit pemisahan udara sering dipanggil penjana oksigen atau nitrogen, kerana tujuannya adalah untuk mengekstrak satu atau kedua-dua elemen ini dari udara. Dalam proses penyulingan, udara pertama dilalui melalui penapis yang menyerap semua wap air. Kemudian proses penyejukan bermula. Ia melibatkan penggunaan turbin dan sistem penyejukan tenaga tinggi. Karbon dioksida dan gas surih lain menetap apabila suhu mencapai setiap sublimasi atau titik didih mereka. Pengujaan menerangkan perubahan keadaan secara langsung dari pepejal kepada gas.
Apabila suhu mencapai -200 ° C, campuran liquified dimasukkan melalui tiub ke dalam sebuah kapal yang sedikit lebih panas di bahagian bawah (-185 ° C) daripada di atas (-190 ° C). Oksigen cair pada -183 ° C, jadi ia mengalir keluar dari kelalang melalui tiub di bahagian bawah. Nitrogen bertukar menjadi gas, bagaimanapun, kerana titik didihnya ialah -196 ° C. Ia mengalir melalui tiub yang disambungkan ke bahagian atas kelalang.
Lain-lain Jenis Unit Pemisahan Udara
Pemisahan gas dengan penyulingan fractional bukan satu-satunya cara untuk menghasilkan oksigen atau nitrogen dari udara. Penjana membran menggunakan sistem membran serat berongga semipermeable yang membolehkan molekul yang lebih kecil dalam sampel udara termampat untuk menyekat sementara menyekat yang lebih besar. Sistem jenis ini boleh menghasilkan nitrogen dengan kesucian antara 95 dan 99.5 peratus. Dalam satu lagi kaedah pengekstrakan, udara termampat dikitar di bawah tekanan melalui penyaring molekul karbon yang mengekalkan oksigen dan menghilangkannya dari udara. Nitrogen yang tersisa boleh mempunyai kesucian antara 95 dan 99.9995 peratus.