L'ossigeno liquido è un importante gas industriale. Come produrre l'ossigeno liquido
L'ossigeno liquido (LOX) è un importante gas industriale ampiamente utilizzato in campo medico, chimico, aerospaziale e altri settori. La preparazione dell'ossigeno liquido è ottenuta principalmente tramite la tecnologia di separazione dell'aria e il processo specifico è il seguente:
1. Aria compressa
Innanzitutto, l'aria nell'atmosfera viene aspirata nel compressore per la compressione. Questo passaggio può aumentare la pressione parziale di ogni componente nell'aria, preparando il successivo processo di separazione.
2. Pre-elaborazione
L'aria compressa deve essere pretrattata per rimuovere impurità come umidità e anidride carbonica. Queste impurità si congeleranno in condizioni di bassa temperatura, influenzando la successiva efficienza di separazione. Di solito, per completare questo processo vengono utilizzati adsorbenti come setacci molecolari.
3. Raffreddamento
Successivamente, l'aria purificata verrà raffreddata a una temperatura estremamente bassa. Questo passaggio è solitamente ottenuto utilizzando uno scambiatore di calore e un espansore (o valvola a farfalla). Durante il processo di espansione, l'aria eseguirà un lavoro esterno, causando la diminuzione della propria temperatura e il raggiungimento dello stato di bassa temperatura desiderato.
4. Separazione
Quando l'aria viene raffreddata fino a raggiungere quasi il suo punto di ebollizione (circa -196 °C), diversi componenti del gas iniziano a liquefarsi gradualmente a causa dei loro diversi punti di ebollizione. Il punto di ebollizione dell'azoto è inferiore a quello dell'ossigeno, quindi si liquefa prima dell'ossigeno. Evaporando e condensando ripetutamente l'aria liquida attraverso una torre di distillazione, l'ossigeno può essere efficacemente separato dagli altri componenti (principalmente l'azoto). Durante questo processo, l'ossigeno più pesante tende a rimanere sul fondo, mentre l'azoto più leggero sale verso l'alto.
5. Raccolta e conservazione
L'ossigeno liquido separato viene quindi raccolto e conservato in serbatoi di stoccaggio a bassa temperatura appositamente progettati per mantenerne la forma liquida. Questi serbatoi di stoccaggio hanno in genere buone proprietà isolanti per ridurre il trasferimento di calore e impedire l'evaporazione dell'ossigeno liquido.
6. Controllo di qualità
Infine, per garantire la qualità del prodotto, anche l'ossigeno liquido prodotto deve essere sottoposto a rigorosi test di qualità, tra cui test di purezza, contenuto di umidità e altri indicatori.
L'intero processo produttivo deve essere eseguito da tecnici esperti in una fabbrica professionale e devono essere rispettate rigide norme di sicurezza, poiché l'ossigeno liquido è altamente infiammabile e una manipolazione impropria può causare incendi o esplosioni.
