الأكسجين السائل غاز صناعي مهم. كيفية تصنيع الأكسجين السائل
يُعدّ الأكسجين السائل (LOX) غازًا صناعيًا هامًا يُستخدم على نطاق واسع في المجالات الطبية والكيميائية والفضائية وغيرها. ويتم تحضير الأكسجين السائل بشكل أساسي من خلال تقنية فصل الهواء، وتتلخص العملية فيما يلي:
1. الهواء المضغوط
أولاً، يُسحب الهواء الموجود في الغلاف الجوي إلى الضاغط لضغطه. تساهم هذه الخطوة في زيادة الضغط الجزئي لكل مكون في الهواء، مما يهيئ لعملية الفصل اللاحقة.
2. المعالجة المسبقة
يحتاج الهواء المضغوط إلى معالجة مسبقة لإزالة الشوائب مثل الرطوبة وثاني أكسيد الكربون. تتجمد هذه الشوائب في درجات الحرارة المنخفضة، مما يؤثر على كفاءة الفصل اللاحقة. عادةً ما تُستخدم مواد ماصة مثل...لار تُستخدم المناخل لإتمام هذه العملية.
3. التبريد
بعد ذلك، يُبرَّد الهواء المُنقَّى إلى درجة حرارة منخفضة للغاية. وتُنجز هذه الخطوة عادةً باستخدام مُبادل حراري ومُوسِّع (أو صمام خانق). وخلال عملية التمدد، يبذل الهواء شغلاً خارجياً، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارته ووصوله إلى درجة الحرارة المنخفضة المطلوبة.
4. الفصل
عند تبريد الهواء إلى درجة حرارة قريبة من درجة غليانه (حوالي -196 درجة مئوية)، تبدأ مكونات الغاز المختلفة بالتسييل تدريجيًا نظرًا لاختلاف درجات غليانها. درجة غليان النيتروجين أقل من درجة غليان الأكسجين، لذا يتسيّل النيتروجين قبل الأكسجين. من خلال التبخير والتكثيف المتكرر للهواء السائل عبر برج التقطير، يمكن فصل الأكسجين بكفاءة عن المكونات الأخرى (وخاصة النيتروجين). خلال هذه العملية، يميل الأكسجين الأثقل إلى البقاء في الأسفل، بينما يصعد النيتروجين الأخف إلى الأعلى.
5. التجميع والتخزين
يُجمع الأكسجين السائل المفصول ويُخزن في خزانات تخزين مصممة خصيصًا للعمل في درجات حرارة منخفضة للحفاظ على حالته السائلة. تتميز هذه الخزانات عادةً بخصائص عزل جيدة للحد من انتقال الحرارة ومنع تبخر الأكسجين السائل.
6. فحص الجودة
وأخيرًا، ولضمان جودة المنتج، يحتاج الأكسجين السائل المنتج أيضًا إلى الخضوع لاختبارات جودة صارمة، بما في ذلك اختبار النقاء ومحتوى الرطوبة ومؤشرات أخرى.
يجب أن تتم عملية الإنتاج بأكملها بواسطة فنيين ذوي خبرة في مصنع محترف، ويجب اتباع لوائح السلامة الصارمة، لأن الأكسجين السائل قابل للاشتعال بدرجة عالية، وقد يؤدي سوء التعامل معه إلى نشوب حرائق أو انفجارات.
