हवा का आंशिक आसवन क्या है?

विषय

• भिन्नात्मक आसवन कार्य द्वारा गैसों का पृथक्करण कैसे होता है
• तरल वायु का भिन्नात्मक आसवन
• वायु पृथक्करण इकाइयों के अन्य प्रकार

पृथ्वी के वायुमंडल में वायु में नाइट्रोजन (78 प्रतिशत), ऑक्सीजन (21 प्रतिशत), आर्गन (0.93 प्रतिशत), कार्बन डाइऑक्साइड (0.038 प्रतिशत) और जल वाष्प और अन्य महान गैसों सहित अन्य ट्रेस गैस शामिल हैं। वैज्ञानिक फिल्टर का उपयोग करके या हवा को ठंडा करके हवा से ट्रेस गैसों को निकाल सकते हैं। उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड C79 ° C (carbon110 ° F) पर एक ठोस में बदल जाता है। अपने प्राथमिक घटकों - नाइट्रोजन और ऑक्सीजन में हवा के एक नमूने को अलग करने के लिए - उन्हें हवा को काफी अधिक ठंडा करना पड़ता है, नीचे −200 ° C (8328 ° F), जो कि प्लूटो की सतह की तरह लगभग ठंडा है। इस प्रक्रिया को तरल वायु या क्रायोजेनिक आसवन के आंशिक आसवन के रूप में जाना जाता है। इसके लिए एक वायु पृथक्करण इकाई की आवश्यकता होती है जो पानी को शुद्ध करने के लिए उपयोग की जाने वाली पारंपरिक आसवन ट्यूब के विपरीत नहीं है।

भिन्नात्मक आसवन कार्य द्वारा गैसों का पृथक्करण कैसे होता है

प्रत्येक गैस में एक विशिष्ट क्वथनांक होता है, जिसे उस तापमान के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर यह एक तरल से एक गैस में बदल जाता है। यदि आपके पास गैसों का एक यादृच्छिक नमूना है, तो आप नमूना को धीरे-धीरे ठंडा करके अलग कर सकते हैं जब तक कि प्रत्येक घटक गैस सूख न जाए। द्रवीकृत यौगिक एक संग्रह पोत के नीचे गिरता है। सभी तरल प्राप्त होने के बाद, शीतलन तब तक जारी रहता है जब तक तापमान अगले यौगिक के क्वथनांक तक गिर जाता है और यह सूख जाता है। कुछ यौगिक, जैसे कि कार्बन डाइऑक्साइड, कभी नहीं सूखते हैं। इसके बजाय, वे सीधे ठोस पदार्थों में बदल जाते हैं, जो तरल पदार्थों की तुलना में आसानी से प्राप्त होते हैं।

तरल वायु का भिन्नात्मक आसवन

एक वायु पृथक्करण इकाई को अक्सर ऑक्सीजन या नाइट्रोजन जनरेटर कहा जाता है, क्योंकि इसका उद्देश्य इन तत्वों में से एक या दोनों तत्वों को हवा से बाहर निकालना है। आसवन प्रक्रिया में, हवा को पहले एक फिल्टर के माध्यम से पारित किया जाता है जो सभी जल वाष्प को अवशोषित करता है। फिर शीतलन प्रक्रिया शुरू होती है। इसमें टर्बाइन और उच्च-ऊर्जा प्रशीतन प्रणालियों का उपयोग शामिल है। कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य ट्रेस गैसें बाहर निकलती हैं, जब तापमान उनके उच्च बनाने की क्रिया या उबलते बिंदुओं में से प्रत्येक तक पहुंचता है। उच्चीकरण एक ठोस से सीधे गैस में राज्य के परिवर्तन का वर्णन करता है।

जब तापमान °200 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, तो तरल मिश्रण को एक ट्यूब के माध्यम से एक बर्तन में खिलाया जाता है जो नीचे (bottom185 डिग्री सेल्सियस) पर थोड़ा गर्म होता है, यह शीर्ष (90190 डिग्री सेल्सियस) पर होता है। ऑक्सीजन 3183 डिग्री सेल्सियस पर तरल हो जाती है, इसलिए यह नीचे की नली के माध्यम से फ्लास्क से बाहर निकलती है। नाइट्रोजन, गैस में बदल जाता है, हालाँकि, इसका क्वथनांक °196 ° C होता है। यह फ्लास्क के शीर्ष से जुड़ी एक ट्यूब के माध्यम से बहती है।

वायु पृथक्करण इकाइयों के अन्य प्रकार

भिन्नात्मक आसवन द्वारा गैसों का पृथक्करण वायु से ऑक्सीजन या नाइट्रोजन उत्पन्न करने का एकमात्र तरीका नहीं है। एक झिल्ली जनरेटर अर्धवृत्ताकार, खोखले-फाइबर झिल्ली की एक प्रणाली का उपयोग करता है जो छोटे अणुओं को संपीड़ित हवा के एक नमूने में बड़े लोगों को अवरुद्ध करते हुए पारित करने की अनुमति देता है। इस तरह की प्रणाली 95 और 99.5 प्रतिशत के बीच शुद्धता के साथ नाइट्रोजन उत्पन्न कर सकती है। एक अन्य प्रकार की निष्कर्षण विधि में, संपीड़ित हवा को कार्बन आणविक छलनी के माध्यम से दबाव में चक्रित किया जाता है जो ऑक्सीजन को बनाए रखता है और इसे हवा से निकालता है। जो नाइट्रोजन बचा है, उसमें 95 और 99.9995 प्रतिशत के बीच शुद्धता हो सकती है।