Argon, bụ ihe a na-adịghị ahụ anya nke ukwuu, na-eme ihe dịka 0.93% nke ikuku ụwa. Ọ bụ ezie na ọ bụ gas nke atọ kasị ukwuu n'ikuku anyị na-eku ume, iji ya mee ihe maka ụlọ ọrụ mmepụta ihe, ọgwụ na nkà mmụta sayensị na-achọ injinịa mgbagwoju anya. Site na nchekwa arcs na ịgbado ọkụ dị elu ruo na ichebe wafer silicon dị nro n'oge nrụpụta semiconductor, ọchịchọ nke gas a dị mma dị ukwuu. Otú ọ dị, ibugharị na ịchekwa ya na ọnọdụ gas ya adịghị arụ ọrụ nke ukwuu. Nke a na-ewelite ajụjụ bụ isi ụlọ ọrụ: kedu ka argon gas si eme iji gboo mkpa ụwa nke ọma?

Azịza ya dabeere na usoro ọkaibe nke a maara dị ka nkewa ikuku cryogenic. Ntuziaka zuru oke nke okwu 2,000 ga-abanye n'ime ụkpụrụ thermodynamic, injinia injinia, na usoro ịsacha kemịkalụ achọrọ iji gbanwee ikuku ikuku ka ọ bụrụ nke dị ọcha nke ukwuu, argon mmiri mmiri cryogenic (LAR).

1. Ịghọta Argon na Mkpa Liquefaction

Tupu ịbanye n'ime usoro nke liquefaction, ọ dị mkpa ịghọta ihe argon bụ na ihe kpatara usoro mmiri mmiri ji dị mkpa n'ụzọ akụ na ụba na ihe dị mkpa.

Argon (Ar) bụ gas dị mma nke na-adịghị agwụ agwụ. Ọ dịghị agba, enweghị isi, ọ dịghịkwa egbu egbu. N'ihi na ọ naghị emeghachi omume na ihe ndị ọzọ ọbụlagodi na oke okpomọkụ, ọ bụ ezigbo ọta ikuku maka usoro ọla.

Kedu ihe kpatara Argon ji dị nro?

Isi ihe kpatara ịgbanye gas ọ bụla nke ikuku ikuku bụ mbelata olu. Mgbe a gbanwere site na gas na ikuku ikuku ọkọlọtọ na mmiri mmiri cryogenic, argon na-enweta oke mgbasawanye nke 1 ruo 840. Nke a pụtara na 840 lita nke argon gas nwere ike ịbanye n'ime otu liter nke mmiri ara ehi. mmiri mmiri argon. Mbelata nke olu a dị egwu na-enye ohere iji ụgbọ njem buru ibu dị ọnụ ala site na gwongworo tanker cryogenic yana nchekwa nke ọma na tankị ndị nwere oghere na ụlọ ọrụ mmepụta ihe.

Njirimara anụ ahụ nke Argon

Iji megharịa gas ka ọ bụrụ mmiri mmiri, ndị injinia ga-arụ ọrụ nke ọma na njirimara thermodynamic ya. N'okpuru ebe a bụ isi ihe data anụ ahụ dị oke egwu nke na-ekpebi paramita liquefaction.

2. Sayensị ntọala: Cryogenic Air Separation

A naghị emepụta ma ọ bụ emepụta argon; a na-egbute ya ozugbo site na ikuku gbara anyị gburugburu. Teknụzụ zuru oke ejiri mee nke a bụ distillation akụkụ nke cryogenic.

Usoro a na-adabere n'ụkpụrụ dị mkpa nke kemistri: ihe dị iche iche na-agbanwe ọnọdụ (condense ma ọ bụ obụpde) na okpomọkụ dị iche iche. Site n'ime ka ikuku dị jụụ ruo mgbe ọ ghọrọ mmiri mmiri, wee jiri nwayọọ nwayọọ na-ebuli okpomọkụ ya, ndị injinia nwere ike kewaa ngwakọta ikuku n'ime ihe ndị mejupụtara ya - nitrogen, oxygen, na argon - ka ha na-esi n'otu n'otu.

Ihe ịma aka nke Argon nkewa

Ikewa argon bụ ihe siri ike nke ukwuu n'ihi isi ihe na-esi ísì ụtọ. Leba anya na isi ihe atọ bụ isi nke ikuku:

3. Usoro nzọụkwụ site na nzọụkwụ: Olee otú ikuku si aghọ Argon Liquid

Njem site na ikuku ambient gaa na argon mmiri mmiri cryogenic gụnyere ngalaba nkewa ikuku nke ọtụtụ ọkwa (ASU). Nke a bụ nkọwa zuru ezu, nbibi site na nzọụkwụ nke usoro a.

Nzọụkwụ 1: Ikuku ikuku, mkpakọ, na nzacha

Usoro na-amalite site na akụrụngwa: ikuku ikuku ikuku.
Nnukwu ndị na-akwado ụlọ ọrụ mmepụta ihe na-ebufe ikuku site n'ụlọ nzacha ọtụtụ ọkwa iji wepụ ihe na-esighị ike, uzuzu na ụmụ ahụhụ. Ozugbo a na-enyocha ya, ikuku na-abanye na compressor centrifugal multi-stage. A na-agbanye ikuku na nrụgide dị ihe dịka 5 ruo 7 mmanya (70 ruo 100 psi).

Ịkọkọ gas na-ebute oke okpomọkụ (okpomọkụ nke mkpakọ). Iji jikwaa nke a, a na-etinye intercoolers n'etiti usoro mkpakọ. Ime ka ikuku dị jụụ n'oge a na-emekwa ka akụkụ buru ibu nke ikuku ikuku na-eme ka ikuku pụta, bụ nke a na-ewepụsị.

Kwụpụ 2: Ọcha site na Sieves Molecular

Tupu ikuku enwee ike ịdaba na okpomoku cryogenic, a ga-ewepụrịrị ihe adịghị ọcha niile nwere ike ifriizi na igbochi ọkpọkọ. Ihe adịghị ọcha ndị a gụnyere:

• Uzuoku mmiri fọdụrụnụ (H2O)
• Carbon dioxide (CO2)
• Chọpụta Hydrocarbons

A na-agafe ikuku abịakọrọ site na nkeji tupu ịdị ọcha (PPU) nke nwere akwa nke alumina na zeolite molecular sieves. Sives ndị a na-arụ ọrụ dị ka sponge microscopic na-ahọrọ nke ukwuu, na-eme ka mmiri na mkpụrụ ndụ CO2. Ọ bụrụ na nzọụkwụ a daa, CO2 na akpụrụ akọrọ ga-etolite n'ime ihe ọkụkụ ahụ, na-ekpuchi ihe ndị na-ekpo ọkụ na-ekpo ọkụ ma na-achọ nkwụsị osisi zuru ezu.

Kwụpụ 3: Ọ dị jụụ na Mgbasawanye

Ikuku kpọrọ nkụ, nke dị ọcha, na nke a gbakọrọ agbakọ na-abanye ugbu a na-abanye na "igbe oyi," ihe owuwu a kpuchiri ekpuchi nke ukwuu na-edobe ndị na-ekpo ọkụ na-ekpo ọkụ na-ekpo ọkụ na ogidi ndị na-ekpo ọkụ.

Usoro jụrụ oyi na-eji Mmetụta Joule-Thomson na n'ibu mgbasa. Ikuku na-ekpo ọkụ na-abata na-agafe n'isi ihe na-ekpo ọkụ na-ekpo ọkụ, na-asọ asọ ugbu a na ikuku ikuku na-ekpo ọkụ dị oke oyi (nitrogen na oxygen) na-alọta site na kọlụm distillation. Nke a na-ebelata okpomọkụ ikuku na-abata nke ukwuu.

Iji nweta ezigbo okpomọkụ cryogenic (n'okpuru -170 Celsius C), a na-ebugharị akụkụ nke ikuku abịakọrọ site na turbo-expander. Ka gas dị elu na-agbasa ngwa ngwa site na turbine, ọ na-arụ ọrụ nhazi, nke na-eme ka ọ daa ụda dị ukwuu na okpomọkụ gas. Ka ọ na-erule oge ikuku na-apụ na onye na-ekpo ọkụ na-ekpo ọkụ na mgbasawanye, ọ bụ ngwakọta nke ikuku oyi na-atụ egwu na ikuku mmiri mmiri, dị njikere maka nkewa.

Kwụpụ 4: Ọkpụkpụ Fractional Isi (HP na LP Kọlụm)

Obi nke usoro liquefaction bụ usoro distillation nke kọlụm abụọ, nke nwere kọlụm High-Pressure (HP) nọ n'okpuru kọlụm Low-Pressure (LP).

1. kọlụm nrụgide dị elu: Ngwakọta mmiri mmiri / uzuoku ikuku jụrụ oyi na-abanye na ala nke kọlụm HP. Ka mmiri mmiri na-adaba na ala na vepo na-ebili site na trays sieve gbawara agbawa, nkewa mbụ na-apụta. Nitrogen, nke nwere isi ihe na-esi ísì ụtọ, na-ebili n'elu dị ka gas. Mmiri mmiri nwere oxygen (nwere ọtụtụ argon) ọdọ mmiri na ala.
2. Kọlụm-nrụgide dị ala: Mmiri mmiri oxygen bara ụba nke sitere na ala nke kọlụm HP na-agbanye (gbasaa) n'ime kọlụm LP dị n'elu ya. N'ihi nrụgide dị ala, nkewa ọzọ na-ewere ọnọdụ. Ọdọ mmiri oxygen dị ọcha dị na ala nke kọlụm LP, ebe ikuku nitrogen dị ọcha na-apụ n'elu.

Kwụpụ 5: Ogidi akụkụ Argon

N'ihi na ebe a na-esi nri argon na-anọdụ n'etiti oxygen na nitrogen, ọ na-etinye uche na mpaghara ala-etiti nke kọlụm dị ala. N'ebe kachasị elu ya, ngwakọta gas dị na "afọ" a kpọmkwem nke kọlụm bụ ihe dịka 10% ruo 12% argon, nke fọdụrụ bụ oxygen na obere nitrogen.

Iji wepụta ya, ndị injinia na-abanye n'ime ngalaba a kapịrị ọnụ wee dọpụta ngwakọta ahụ n'ụdị dị iche, jikọtara ya nke a na-akpọ Ogidi akụkụ Argon.
N'ime kọlụm a toro ogologo nke ukwuu (na-enwekarị trays 150 nke usoro ihe omume), mgbawa nke abụọ na-eme. N'ihi na argon dị ntakịrị ihe na-agbanwe agbanwe (sie ike) karịa oxygen, ikuku argon na-ebili n'elu akụkụ akụkụ, ebe ikuku oxygen dị arọ na-adaba na ala ma laghachi na kọlụm LP isi.

A na-akpọ ihe na-apụta n'elu kọlụm ogwe aka dị ka "argon crude." N'oge a, a na-agbanye ya nke ọma mana ọ bụ naanị 98% dị ọcha. Ọ ka nwere ihe dị ka 2% oxygen na ọnụọgụ nitrogen, nke a ga-ewepụrịrị maka iji ụlọ ọrụ mmepụta ihe.

4. Ịdị Ọcha: Ịkwalite Crude gaa na Argon Liquid Liquid Dị Ọcha

Maka ngwa nke oge a, karịsịa na semiconductor na aerospace industries, argon ga-abụ "ise nine" dị ọcha (99.999%). Argon crude kwesịrị ịdị ọcha nke ọma.

Usoro “Deoxo” Catalytic

Iji wepụ oxygen 2% fọdụrụnụ, a na-ebuga argon crude na reactor catalytic mara dị ka ngalaba Deoxo. N'ime, a na-agbanye gas hydrogen dị ọcha nke ukwuu n'ime iyi mmiri mmiri.
N'okpuru ọnụnọ nke palladium ma ọ bụ platinum catalyst, hydrogen kemịkalụ na-emeghachi omume na ikuku oxygen rogue iji mepụta mmiri (2H).₂ + O₂ → 2H₂O). Mmeghachi omume a na-ahapụ obere okpomọkụ, na-eme ka argon laghachi azụ n'ime gas.

Ikpeazụ ihicha na distillation

A na-esikwa na sieve molekụla nke abụọ gafere gas ahụ ka o wepụsịa mkpụrụ ndụ mmiri ndị e hiwere ọhụrụ. N'ikpeazụ, akọrọ, argon gas na-enweghị oxygen a na-enye nri n'ime kọlụm distillation ikpeazụ - kọlụm argon dị ọcha.

N'ebe a, a na-eme ka argon dị jụụ ọzọ ruo mgbe ọ na-agbanyeghachi azụ n'ime ọnọdụ mmiri mmiri. Nri nitrogen ọ bụla fọdụrụnụ, nke na-anọgide na-ekpo ọkụ na okpomọkụ argon, na-esi n'elu kọlụm pụta. Ngwakọta ngwaahịa a rụpụtara na ala na-asachapụ nke ukwuu, Liquid Argon (LAR), dị njikere maka nkesa azụmahịa.

5. Nchekwa na Ụgbọ njem nke Liquid Argon

Ozugbo a jụrụ ajụjụ banyere otú e si aza argon gas liquefied, ihe ịma aka na-esote bụ idobe ya na steeti ahụ. Na -185.8 Celsius C, ikpughe ọ bụla na okpomọkụ gburugburu ga-eme ka mmiri mmiri na-agbanyeghachi azụ n'ime gas - ihe a maara dị ka Boil-Off Gas (BOG).

Iji luso nke a ọgụ, a na-agbaba argon mmiri mmiri n'ime tankị nchekwa cryogenic nke nwere nnukwu ihe na-ekpo ọkụ. Ndị tankị ndị a na-arụ ọrụ n'otu aka ahụ na flask thermos. Ha na-agụnye arịa dị n'ime nke igwe anaghị agba nchara (nke na-adịghị amịkpọ n'oge okpomọkụ cryogenic) na arịa dị n'èzí nke ígwè carbon. Oghere dị n'etiti arịa abụọ ahụ jupụtara na ntụ ntụ mkpuchi (dị ka perlite) ma gbadaa n'ime oghere dị nso zuru oke iji kpochapụ convective na conductive okpomọkụ nnyefe.

Mgbe a na-ebuga ya na ndị ọrụ njedebe, a na-ebu LAR na gwongworo tankị cryogenic pụrụ iche. Mgbe ọ rutere n'ụlọ ọrụ na-emepụta ihe ma ọ bụ ụlọ ọgwụ, a na-ebufe ya n'ime ụgbọ mmiri nwere jaket na-adịghị akwụ ụgwọ na saịtị. Mgbe onye ahịa chọrọ argon gas maka usoro ha, a na-ebufe mmiri mmiri ahụ site na ikuku ikuku ikuku - usoro tubes aluminom mara mma nke na-amịkọrọ okpomọkụ site na ikuku gbara ya gburugburu, na-eme ka mmiri mmiri ahụ laghachi azụ n'ime ikuku dị elu.

6. Nkwubi okwu

Mgbanwe nke ikuku a na-adịghị ahụ anya, nke dị gburugburu n'ime mmiri dị ọcha, nke dị n'okpuru efu bụ ihe ịtụnanya nke injinịa kemịkalụ ọgbara ọhụrụ na thermodynamics. Site n'usoro siri ike nke mkpakọ nrụgide dị elu, nzacha mkpụrụ ndụ, mgbasawanye Joule-Thomson, na nhụsianya nke obere akụkụ, ụlọ ọrụ nwere ike iwepụta argon nke na-ekpuchi ụwa anyị nke ọma.

Nghọta argon gas liquefaction dị mkpa maka ịkwalite ụdọ ọkọnọ zuru ụwa ọnụ. Dị ka teknụzụ na-aga n'ihu-karịsịa n'ichepụta ngwá electronic, 3D metal printing, na aerospace engineering - ịdabere na nnukwu mmiri mmiri argon dị ọcha, na-ebugharị nke ọma ga-anọgide na-eto eto, na-eme ka nkewa ikuku cryogenic bụrụ otu n'ime usoro mmepụta ihe kachasị mkpa, ma enweghị ekele, usoro mmepụta ihe na ụwa nke oge a.

7. Ajụjụ

Q1: Kedu okpomọkụ ka argon na-aghọ mmiri mmiri?

Argon na-agbanwe site na gas gaa na mmiri mmiri na ebe esi mmiri -185.8°C (-302.4°F) na ọkọlọtọ ikuku mgbali. Iji dobe ya na ọnọdụ mmiri mmiri maka nchekwa na mbugharị, a ga-edobe ya na ma ọ bụ n'okpuru okpomọkụ nke cryogenic site na iji arịa ndị nwere oghere pụrụ iche iji gbochie ịsa ngwa ngwa na mgbasawanye.

Q2: Gịnị kpatara e ji ebu argon dị ka mmiri mmiri kama gas?

Isi ihe kpatara ya bụ ịrụ ọrụ olu. Mgbe a na-eme ka argon dị jụụ n'ime mmiri mmiri, ọ na-eme ka ọ bụrụ ihe ruru 1 ruo 840. Nke a pụtara na otu liter nke argon mmiri nwere ihe ruru 840 lita argon gas. Ibufe ya dị ka mmiri mmiri na-enye ndị na-ebubata ya ohere ibuga nnukwu ibu n'ime otu gwongworo, nke dị oke ọnụ ahịa na-arụ ọrụ nke ọma karịa ibufe nnukwu cylinder gas dị elu.

Q3: Ijikwa argon mmiri mmiri dị ize ndụ?

Ee, mmiri mmiri argon na-eweta nnukwu ihe egwu ụlọ ọrụ n'ihi oke oyi na ọdịdị ya dị ka asphyxiant. Mmekọahụ akpụkpọ ahụ na argon mmiri mmiri ma ọ bụ ọkpọkọ cryogenic enweghị mkpuchi nwere ike ime ka nnukwu frostbite ma ọ bụ cryogenic na-ere ọkụ ozugbo. Ọzọkwa, n'ihi na ọ na-agbasa ngwa ngwa ka ọ na-ekpo ọkụ (ugboro 840 ụda olu ya), ntakịrị ntanye nke mmiri mmiri argon n'ime oghere dị n'ime oghere nwere ike ịkwapụ ikuku oxygen ngwa ngwa, na-eduga n'ihe ize ndụ dị ukwuu nke asphyxiation maka ndị ọrụ dị nso n'enweghị ịdọ aka ná ntị ọ bụla, n'ihi na gas na-enweghị isi na enweghị isi. Ikuku ikuku kwesịrị ekwesị na akụrụngwa nchedo onwe (PPE) ka achọrọ nke ọma.