സർവവ്യാപിയും എന്നാൽ അദൃശ്യവുമായ മൂലകമായ ആർഗോൺ ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിൻ്റെ ഏകദേശം 0.93% വരും. നാം ശ്വസിക്കുന്ന വായുവിൽ ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ള മൂന്നാമത്തെ വാതകം ആണെങ്കിലും, വ്യാവസായിക, വൈദ്യശാസ്ത്ര, ശാസ്ത്രീയ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് സങ്കീർണ്ണമായ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആവശ്യമാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വെൽഡിങ്ങിലെ ആർക്കുകൾ സംരക്ഷിക്കുന്നത് മുതൽ അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണ സമയത്ത് അതിലോലമായ സിലിക്കൺ വേഫറുകൾ സംരക്ഷിക്കുന്നത് വരെ, ഈ നോബിൾ ഗ്യാസിൻ്റെ ആവശ്യം വളരെ വലുതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, അതിൻ്റെ വാതകാവസ്ഥയിൽ കൊണ്ടുപോകുന്നതും സംഭരിക്കുന്നതും വളരെ കാര്യക്ഷമമല്ല. ഇത് ഒരു അടിസ്ഥാന വ്യാവസായിക ചോദ്യം ഉയർത്തുന്നു: ആർഗോൺ വാതകം എങ്ങനെയാണ് ദ്രവീകരിക്കപ്പെടുന്നത് ആഗോള ആവശ്യങ്ങൾ കാര്യക്ഷമമായി നിറവേറ്റാൻ?

ക്രയോജനിക് എയർ സെപ്പറേഷൻ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു സങ്കീർണ്ണമായ പ്രക്രിയയിലാണ് ഉത്തരം. 2,000 വാക്കുകളുള്ള ഈ സമഗ്ര ഗൈഡ് അന്തരീക്ഷ വായുവിനെ വളരെ ശുദ്ധീകരിക്കപ്പെട്ട, ക്രയോജനിക് ലിക്വിഡ് ആർഗൺ (LAR) ആക്കി മാറ്റുന്നതിന് ആവശ്യമായ തെർമോഡൈനാമിക് തത്വങ്ങൾ, മെക്കാനിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ്, രാസ ശുദ്ധീകരണ ഘട്ടങ്ങൾ എന്നിവയിലേക്ക് ആഴത്തിൽ പരിശോധിക്കും.

1. ആർഗോണും ദ്രവീകരണത്തിൻ്റെ ആവശ്യകതയും മനസ്സിലാക്കുക

ദ്രവീകരണത്തിൻ്റെ മെക്കാനിക്സിലേക്ക് കടക്കുന്നതിനുമുമ്പ്, ആർഗൺ എന്താണെന്നും ദ്രവീകരണ പ്രക്രിയ സാമ്പത്തികമായും പ്രായോഗികമായും ആവശ്യമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്നും മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്.

ആർഗോൺ (Ar) ഒരു മോണാറ്റോമിക്, രാസപരമായി നിഷ്ക്രിയ നോബിൾ വാതകമാണ്. ഇത് നിറമില്ലാത്തതും മണമില്ലാത്തതും വിഷരഹിതവുമാണ്. തീവ്രമായ ഊഷ്മാവിൽ പോലും മറ്റ് മൂലകങ്ങളുമായി ഇത് പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാത്തതിനാൽ, മെറ്റലർജിക്കൽ പ്രക്രിയകൾക്ക് അനുയോജ്യമായ അന്തരീക്ഷ കവചമാണിത്.

എന്തുകൊണ്ടാണ് ആർഗോൺ ദ്രവീകരിക്കുന്നത്?

ഏതൊരു അന്തരീക്ഷ വാതകവും ദ്രവീകരിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രാഥമിക കാരണം വോളിയം കുറയ്ക്കലാണ്. സാധാരണ അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിലുള്ള വാതകത്തിൽ നിന്ന് ക്രയോജനിക് ദ്രാവകത്തിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുമ്പോൾ, ആർഗോൺ 1 മുതൽ 840 വരെ വൻതോതിലുള്ള വികാസ അനുപാതത്തിന് വിധേയമാകുന്നു. അതായത് 840 ലിറ്റർ വാതക ആർഗോണിനെ ഒരു ലിറ്ററിലേക്ക് ഘനീഭവിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ദ്രാവക ആർഗൺ. ക്രയോജനിക് ടാങ്കർ ട്രക്കുകൾ വഴി ചെലവ് കുറഞ്ഞ ബൾക്ക് ഗതാഗതവും വ്യാവസായിക സൗകര്യങ്ങളിൽ വാക്വം-ഇൻസുലേറ്റഡ് ടാങ്കുകളിൽ കാര്യക്ഷമമായ സംഭരണവും വോളിയത്തിലെ ഈ നാടകീയമായ കുറവ് അനുവദിക്കുന്നു.

ആർഗോണിൻ്റെ ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ

ഒരു വാതകത്തെ ദ്രാവകമാക്കി മാറ്റുന്നതിന്, എഞ്ചിനീയർമാർ അതിൻ്റെ തെർമോഡൈനാമിക് ഗുണങ്ങളുമായി അടുത്ത് പ്രവർത്തിക്കണം. ദ്രവീകരണ പാരാമീറ്ററുകൾ നിർദ്ദേശിക്കുന്ന നിർണായക ഫിസിക്കൽ ഡാറ്റ പോയിൻ്റുകൾ ചുവടെയുണ്ട്.

2. അടിസ്ഥാന ശാസ്ത്രം: ക്രയോജനിക് എയർ സെപ്പറേഷൻ

ആർഗോൺ നിർമ്മിക്കുകയോ സമന്വയിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്തിട്ടില്ല; നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള വായുവിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് വിളവെടുക്കുന്നു. ഇത് നേടിയെടുക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന അതിവിപുലമായ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ക്രയോജനിക് ഫ്രാക്ഷണൽ ഡിസ്റ്റിലേഷൻ.

ഈ പ്രക്രിയ രസതന്ത്രത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന തത്വത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു: വ്യത്യസ്ത മൂലകങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത ഊഷ്മാവിൽ അവസ്ഥ മാറ്റുന്നു (ഘനീഭവിക്കുക അല്ലെങ്കിൽ തിളപ്പിക്കുക). അന്തരീക്ഷ വായു ദ്രാവകമാകുന്നത് വരെ തണുപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയും പിന്നീട് സാവധാനം താപനില ഉയർത്തുന്നതിലൂടെയും എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് വായു മിശ്രിതത്തെ അതിൻ്റെ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങളായ നൈട്രജൻ, ഓക്സിജൻ, ആർഗോൺ എന്നിവയായി വേർതിരിക്കാനാകും.

ആർഗോൺ വേർപിരിയലിൻ്റെ വെല്ലുവിളി

തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റ് കാരണം ആർഗോൺ വേർതിരിക്കുന്നത് കുപ്രസിദ്ധമാണ്. മൂന്ന് പ്രധാന അന്തരീക്ഷ ഘടകങ്ങളുടെ തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റുകൾ നോക്കുക:

3. ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള പ്രക്രിയ: എയർ ലിക്വിഡ് ആർഗോൺ എങ്ങനെ മാറുന്നു

അന്തരീക്ഷ വായുവിൽ നിന്ന് ക്രയോജനിക് ലിക്വിഡ് ആർഗണിലേക്കുള്ള യാത്രയിൽ മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് എയർ സെപ്പറേഷൻ യൂണിറ്റ് (ASU) ഉൾപ്പെടുന്നു. പ്രക്രിയയുടെ വിശദമായ, ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള തകർച്ച ഇതാ.

ഘട്ടം 1: എയർ ഇൻടേക്ക്, കംപ്രഷൻ, ഫിൽട്ടറേഷൻ

അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളിൽ നിന്നാണ് പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നത്: ആംബിയൻ്റ് അന്തരീക്ഷ വായു.
വൻതോതിലുള്ള വ്യാവസായിക ആരാധകർ കണികകൾ, പൊടി, പ്രാണികൾ എന്നിവ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് ഫിൽട്ടർ ഹൗസുകളിലൂടെ വായു വലിക്കുന്നു. ഫിൽട്ടർ ചെയ്തുകഴിഞ്ഞാൽ, വായു ഒരു മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് സെൻ്റിഫ്യൂഗൽ കംപ്രസ്സറിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു. വായു ഏകദേശം 5 മുതൽ 7 വരെ ബാർ (70 മുതൽ 100 ​​psi വരെ) മർദ്ദത്തിൽ കംപ്രസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

ഒരു വാതകം കംപ്രസ്സുചെയ്യുന്നത് സ്വാഭാവികമായും ഗണ്യമായ താപം (കംപ്രഷൻ ചൂട്) സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഇത് കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിന്, കംപ്രഷൻ ഘട്ടങ്ങൾക്കിടയിൽ ഇൻ്റർകൂളറുകൾ സ്ഥാപിക്കുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തിൽ വായു തണുപ്പിക്കുന്നത് അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഈർപ്പത്തിൻ്റെ (ജല നീരാവി) വലിയൊരു ഭാഗം ഘനീഭവിക്കുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു, അത് പിന്നീട് ഒഴുകിപ്പോകുന്നു.

ഘട്ടം 2: മോളിക്യുലാർ അരിപ്പ വഴിയുള്ള ശുദ്ധീകരണം

വായു ക്രയോജനിക് താപനിലയ്ക്ക് വിധേയമാകുന്നതിന് മുമ്പ്, പൈപ്പിംഗ് മരവിപ്പിക്കാനും തടയാനും കഴിയുന്ന എല്ലാ മാലിന്യങ്ങളും പൂർണ്ണമായും നീക്കം ചെയ്യണം. ഈ മാലിന്യങ്ങളിൽ പ്രാഥമികമായി ഉൾപ്പെടുന്നു:

• ശേഷിക്കുന്ന ജലബാഷ്പം (H2O)
• കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (CO2)
• ഹൈഡ്രോകാർബണുകൾ കണ്ടെത്തുക

കംപ്രസ് ചെയ്ത വായു അലൂമിനയും സിയോലൈറ്റ് മോളിക്യുലാർ അരിപ്പകളും അടങ്ങിയ ഒരു പ്രീ-പ്യൂരിഫിക്കേഷൻ യൂണിറ്റിലൂടെ (പിപിയു) കടത്തിവിടുന്നു. ഈ അരിപ്പകൾ വളരെ സെലക്ടീവ് മൈക്രോസ്കോപ്പിക് സ്പോഞ്ചുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഈർപ്പവും CO2 തന്മാത്രകളും ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു. ഈ ഘട്ടം പരാജയപ്പെട്ടാൽ, CO2 ഉം ഡ്രൈ ഐസും പ്ലാൻ്റിനുള്ളിൽ ആഴത്തിൽ രൂപപ്പെടുകയും, അതിലോലമായ ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും പൂർണ്ണമായ പ്ലാൻ്റ് ഷട്ട്ഡൗൺ ആവശ്യമായി വരികയും ചെയ്യും.

ഘട്ടം 3: അതിശൈത്യവും വിപുലീകരണവും

വരണ്ടതും ശുദ്ധീകരിക്കപ്പെട്ടതും കംപ്രസ് ചെയ്തതുമായ വായു ഇപ്പോൾ "തണുത്ത ബോക്സിലേക്ക്" പ്രവേശിക്കുന്നു, ക്രയോജനിക് ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറുകളും വാറ്റിയെടുക്കൽ നിരകളും ഉൾക്കൊള്ളുന്ന കനത്ത ഇൻസുലേറ്റഡ് ഘടന.

തണുപ്പിക്കൽ പ്രക്രിയ ഉപയോഗിക്കുന്നു ജൂൾ-തോംസൺ പ്രഭാവം മെക്കാനിക്കൽ വികാസവും. ഇൻകമിംഗ് ഊഷ്മള വായു ഒരു പ്രധാന ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു, വാറ്റിയെടുക്കൽ നിരകളിൽ നിന്ന് തിരികെ വരുന്ന അത്യധികം തണുത്ത എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് വാതകങ്ങളിലേക്ക് (നൈട്രജനും ഓക്സിജനും) പ്രതിപ്രവാഹം ഒഴുകുന്നു. ഇത് ഇൻകമിംഗ് എയർ താപനില നാടകീയമായി കുറയ്ക്കുന്നു.

യഥാർത്ഥ ക്രയോജനിക് താപനില (-170 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ താഴെ) കൈവരിക്കുന്നതിന്, കംപ്രസ് ചെയ്ത വായുവിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം ടർബോ-എക്‌സ്‌പാൻഡറിലൂടെ നയിക്കപ്പെടുന്നു. ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലുള്ള വാതകം ഒരു ടർബൈനിലൂടെ അതിവേഗം വികസിക്കുന്നതിനാൽ, അത് മെക്കാനിക്കൽ പ്രവർത്തനം നടത്തുന്നു, ഇത് വാതകത്തിൻ്റെ താപനിലയിൽ വൻ ഇടിവ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചറിൽ നിന്നും എക്സ്പാൻഡറിൽ നിന്നും എയർ പുറത്തുകടക്കുമ്പോഴേക്കും, അത് അവിശ്വസനീയമാംവിധം തണുത്ത നീരാവിയുടെയും ദ്രാവക വായുവിൻ്റെയും മിശ്രിതമാണ്, വേർപിരിയലിന് തയ്യാറാണ്.

ഘട്ടം 4: പ്രൈമറി ഫ്രാക്ഷണൽ ഡിസ്റ്റിലേഷൻ (HP, LP നിരകൾ)

ദ്രവീകരണ പ്രക്രിയയുടെ ഹൃദയം ഒരു ലോ-മർദ്ദം (LP) നിരയ്ക്ക് താഴെ ഇരിക്കുന്ന ഉയർന്ന മർദ്ദം (HP) കോളം അടങ്ങുന്ന ഇരട്ട-നിര വാറ്റിയെടുക്കൽ സംവിധാനമാണ്.

1. ഉയർന്ന മർദ്ദം കോളം: സബ്-കൂൾഡ് ലിക്വിഡ്/വാപ്പർ എയർ മിശ്രിതം HP നിരയുടെ അടിയിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നു. ദ്രാവകം അടിയിലേക്ക് വീഴുകയും നീരാവി സുഷിരങ്ങളുള്ള അരിപ്പ ട്രേകളിലൂടെ ഉയരുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ആദ്യത്തെ വേർപിരിയൽ സംഭവിക്കുന്നു. ഏറ്റവും താഴ്ന്ന തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റുള്ള നൈട്രജൻ ഒരു വാതകമായി മുകളിലേക്ക് ഉയരുന്നു. ഓക്സിജൻ സമ്പുഷ്ടമായ ദ്രാവകം (ആർഗോണിൻ്റെ ഭൂരിഭാഗവും അടങ്ങുന്ന) കുളങ്ങൾ അടിയിൽ.
2. താഴ്ന്ന മർദ്ദം കോളം: HP നിരയുടെ അടിയിൽ നിന്നുള്ള ഓക്സിജൻ സമ്പുഷ്ടമായ ദ്രാവകം അതിനു മുകളിലുള്ള LP നിരയിലേക്ക് ത്രോട്ടിൽ (വികസിപ്പിച്ച്) ചെയ്യുന്നു. താഴ്ന്ന മർദ്ദം കാരണം, കൂടുതൽ വേർപിരിയൽ നടക്കുന്നു. LP നിരയുടെ ഏറ്റവും താഴെയുള്ള ശുദ്ധമായ ദ്രാവക ഓക്സിജൻ പൂളുകൾ, ശുദ്ധമായ നൈട്രജൻ വാതകം മുകളിൽ നിന്ന് പുറത്തുകടക്കുന്നു.

ഘട്ടം 5: ആർഗോൺ സൈഡ്-ആം കോളം

ആർഗോണിൻ്റെ തിളനില ഓക്സിജനും നൈട്രജനും തമ്മിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതിനാൽ, താഴ്ന്ന മർദ്ദം നിരയുടെ താഴത്തെ മധ്യഭാഗത്ത് അത് കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. അതിൻ്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിൽ, നിരയുടെ ഈ പ്രത്യേക "വയറ്റിൽ" വാതക മിശ്രിതം ഏകദേശം 10% മുതൽ 12% വരെ ആർഗോൺ ആണ്, ബാക്കിയുള്ളത് ഓക്സിജനും നൈട്രജൻ്റെ ഒരു ചെറിയ അംശവുമാണ്.

ഇത് എക്‌സ്‌ട്രാക്‌റ്റുചെയ്യാൻ, എഞ്ചിനീയർമാർ ഈ പ്രത്യേക വിഭാഗത്തിൽ ടാപ്പുചെയ്‌ത് മിശ്രിതം ഒരു പ്രത്യേക, ഘടിപ്പിച്ച ഘടനയിലേക്ക് വരയ്ക്കുന്നു ആർഗോൺ സൈഡ്-ആം കോളം.
അവിശ്വസനീയമാംവിധം ഉയരമുള്ള ഈ നിരയ്ക്കുള്ളിൽ (പലപ്പോഴും 150-ലധികം സൈദ്ധാന്തിക ട്രേകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു), ഒരു ദ്വിതീയ വാറ്റിയെടുക്കൽ സംഭവിക്കുന്നു. ആർഗൺ ഓക്സിജനേക്കാൾ അൽപ്പം കൂടുതൽ അസ്ഥിരമായതിനാൽ (തിളപ്പിക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ്), ആർഗോൺ നീരാവി സൈഡ് കോളത്തിൻ്റെ മുകളിലേക്ക് ഉയരുന്നു, അതേസമയം ഭാരമേറിയ ദ്രാവക ഓക്സിജൻ അടിയിലേക്ക് വീഴുകയും പ്രധാന എൽപി കോളത്തിലേക്ക് മടങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു.

സൈഡ്-ആം കോളത്തിൻ്റെ മുകളിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്നത് "ക്രൂഡ് ആർഗോൺ" എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഈ ഘട്ടത്തിൽ, ഇത് വിജയകരമായി ദ്രവീകരിക്കപ്പെടുന്നു, പക്ഷേ ഏകദേശം 98% ശുദ്ധമാണ്. അതിൽ ഇപ്പോഴും ഏകദേശം 2% ഓക്സിജനും നൈട്രജനും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇത് വ്യാവസായിക ഉപയോഗത്തിനായി നീക്കം ചെയ്യണം.

4. ശുദ്ധീകരണം: ക്രൂഡ് ഹൈ-പ്യൂരിറ്റി ലിക്വിഡ് ആർഗോണിലേക്ക് നവീകരിക്കുന്നു

ആധുനിക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക്, പ്രത്യേകിച്ച് അർദ്ധചാലക, എയ്‌റോസ്‌പേസ് വ്യവസായങ്ങളിൽ, ആർഗോൺ "ഫൈവ് ഒമ്പത്" ശുദ്ധമായിരിക്കണം (99.999%). ക്രൂഡ് ആർഗോൺ കർശനമായ ശുദ്ധീകരണത്തിന് വിധേയമാകണം.

"ഡിയോക്സോ" കാറ്റലറ്റിക് പ്രക്രിയ

ശേഷിക്കുന്ന 2% ഓക്സിജൻ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി, ക്രൂഡ് ആർഗോൺ ഡിയോക്സോ യൂണിറ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു കാറ്റലറ്റിക് റിയാക്ടറിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു. ഉള്ളിൽ, വളരെ ശുദ്ധമായ ഹൈഡ്രജൻ വാതകം ദ്രാവക സ്ട്രീമിലേക്ക് കുത്തിവയ്ക്കുന്നു.
ഒരു പല്ലാഡിയം അല്ലെങ്കിൽ പ്ലാറ്റിനം കാറ്റലിസ്റ്റിൻ്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ, ഹൈഡ്രജൻ രാസപരമായി ഓക്സിജൻ തന്മാത്രകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് വെള്ളം (2H) ഉണ്ടാക്കുന്നു.₂ + ഒ₂ → 2H₂ഒ). ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനം ചെറിയ അളവിൽ താപം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, തൽക്ഷണം ആർഗോണിനെ വീണ്ടും വാതകമാക്കി മാറ്റുന്നു.

അന്തിമ ഉണക്കലും വാറ്റിയെടുക്കലും

പുതുതായി രൂപപ്പെട്ട ജല തന്മാത്രകളെ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി വാതകം ഒരു ദ്വിതീയ തന്മാത്രാ അരിപ്പയിലൂടെ കടത്തിവിടുന്നു. ഒടുവിൽ, ഉണങ്ങിയ, ഓക്സിജൻ രഹിത ആർഗൺ വാതകം ഒരു അവസാന വാറ്റിയെടുക്കൽ നിരയിലേക്ക്-ശുദ്ധമായ ആർഗോൺ കോളത്തിലേക്ക് നൽകുന്നു.

ഇവിടെ, ആർഗോൺ വീണ്ടും ഒരു ദ്രാവകാവസ്ഥയിലേക്ക് ഘനീഭവിക്കുന്നതുവരെ ഒരിക്കൽ കൂടി തണുപ്പിക്കുന്നു. ലിക്വിഡ് ആർഗോൺ താപനിലയിൽ വാതകമായി നിലനിൽക്കുന്ന ഏതെങ്കിലും അവശിഷ്ട ട്രെയ്സ് നൈട്രജൻ നിരയുടെ മുകളിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് പോകുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ അടിയിൽ പൂൾ ചെയ്യുന്നത് വളരെ ശുദ്ധീകരിക്കപ്പെട്ടതും, അൾട്രാ-കോൾഡ് ലിക്വിഡ് ആർഗോൺ (LAR) ആണ്, വാണിജ്യ വിതരണത്തിന് തയ്യാറാണ്.

5. ലിക്വിഡ് ആർഗോണിൻ്റെ സംഭരണവും ഗതാഗതവും

ആർഗോൺ വാതകം എങ്ങനെ ദ്രവീകരിക്കപ്പെടുന്നു എന്ന ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം ലഭിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, അതിനെ ആ അവസ്ഥയിൽ നിലനിർത്തുക എന്നതാണ് അടുത്ത വെല്ലുവിളി. -185.8 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ, ആംബിയൻ്റ് ഹീറ്റുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നത് ദ്രാവകത്തെ അക്രമാസക്തമായി വീണ്ടും വാതകമായി തിളപ്പിക്കും - ഈ പ്രതിഭാസത്തെ ബോയിൽ-ഓഫ് ഗ്യാസ് (BOG) എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

ഇതിനെ ചെറുക്കുന്നതിന്, ലിക്വിഡ് ആർഗോൺ വളരെ പ്രത്യേകമായ, വാക്വം-ഇൻസുലേറ്റഡ് ക്രയോജനിക് സ്റ്റോറേജ് ടാങ്കുകളിലേക്ക് പമ്പ് ചെയ്യുന്നു. ഈ ടാങ്കുകൾ ഒരു തെർമോസ് ഫ്ലാസ്കിന് സമാനമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. അവയിൽ സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ഒരു അകത്തെ പാത്രവും (ക്രയോജനിക് താപനിലയിൽ പൊട്ടാത്തതും) കാർബൺ സ്റ്റീൽ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച ഒരു പുറം പാത്രവും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. രണ്ട് പാത്രങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഇടം ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പൗഡർ (പെർലൈറ്റ് പോലെയുള്ളത്) കൊണ്ട് നിറയ്ക്കുകയും സംവഹനവും ചാലകവുമായ താപ കൈമാറ്റം ഇല്ലാതാക്കാൻ ഒരു തികഞ്ഞ ശൂന്യതയിലേക്ക് പമ്പ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

അന്തിമ ഉപയോക്താക്കളിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുമ്പോൾ, പ്രത്യേക ക്രയോജനിക് ടാങ്കർ ട്രക്കുകളിൽ LAR കൊണ്ടുപോകുന്നു. ഒരു നിർമ്മാണ പ്ലാൻ്റിലോ ആശുപത്രിയിലോ എത്തുമ്പോൾ, അത് ഒരു നിശ്ചല വാക്വം-ജാക്കറ്റ് പാത്രത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. ഉപഭോക്താവിന് അവരുടെ പ്രക്രിയകൾക്കായി വാതക ആർഗൺ ആവശ്യമായി വരുമ്പോൾ, ദ്രാവകം ഒരു ആംബിയൻ്റ് എയർ വേപ്പറൈസറിലൂടെ നയിക്കപ്പെടുന്നു-ചുറ്റുമുള്ള വായുവിൽ നിന്നുള്ള താപം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന ഫിൻഡ് അലുമിനിയം ട്യൂബുകളുടെ ഒരു പരമ്പര, ദ്രാവകത്തെ ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലുള്ള വാതകത്തിലേക്ക് സുരക്ഷിതമായി ചൂടാക്കുന്നു.

6. ഉപസംഹാരം

അദൃശ്യവും ആംബിയൻ്റ് വായുവും അൾട്രാ പ്യുവർ, സബ് സീറോ ലിക്വിഡ് ആക്കി മാറ്റുന്നത് ആധുനിക കെമിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിൻ്റെയും തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെയും അത്ഭുതമാണ്. ഉയർന്ന മർദ്ദം കംപ്രഷൻ, മോളിക്യുലാർ ഫിൽട്ടറേഷൻ, ജൂൾ-തോംസൺ വികാസം, വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ഫ്രാക്ഷണൽ ഡിസ്റ്റിലേഷൻ എന്നിവയുടെ കഠിനമായ ഘട്ടങ്ങളിലൂടെ, വ്യവസായങ്ങൾക്ക് നമ്മുടെ ഗ്രഹത്തെ പുതപ്പിക്കുന്ന ആർഗോൺ കാര്യക്ഷമമായി വിളവെടുക്കാൻ കഴിയും.

മനസ്സിലാക്കുന്നു ആർഗോൺ വാതക ദ്രവീകരണം ആഗോള വിതരണ ശൃംഖല ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. സാങ്കേതികവിദ്യകൾ പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ-പ്രത്യേകിച്ച് ഇലക്ട്രോണിക്സ് നിർമ്മാണം, 3D മെറ്റൽ പ്രിൻ്റിംഗ്, എയ്‌റോസ്‌പേസ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് എന്നിവയിൽ-വളരെ ശുദ്ധവും കാര്യക്ഷമമായി ട്രാൻസ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെടുന്നതുമായ ലിക്വിഡ് ആർഗോണിനെ ആശ്രയിക്കുന്നത് വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടേയിരിക്കും, ക്രയോജനിക് വായു വേർതിരിക്കൽ ആധുനിക ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും നിർണായകവും എന്നാൽ വിലമതിക്കാനാവാത്തതുമായ വ്യാവസായിക പ്രക്രിയയായി മാറുന്നു.

7. പതിവുചോദ്യങ്ങൾ

Q1: ആർഗോൺ ഒരു ദ്രാവകമായി മാറുന്ന താപനില?

തിളയ്ക്കുന്ന പോയിൻ്റിൽ ആർഗോൺ വാതകത്തിൽ നിന്ന് ദ്രാവകത്തിലേക്ക് മാറുന്നു -185.8°C (-302.4°F) സാധാരണ അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ. സംഭരണത്തിനും ഗതാഗതത്തിനുമായി ഇത് ഒരു ദ്രാവകാവസ്ഥയിൽ നിലനിർത്തുന്നതിന്, ദ്രുതഗതിയിലുള്ള തിളപ്പിക്കലും വികാസവും തടയുന്നതിന് പ്രത്യേക വാക്വം-ഇൻസുലേറ്റഡ് പാത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഈ ക്രയോജനിക് താപനിലയിലോ താഴെയോ സൂക്ഷിക്കണം.

Q2: ആർഗോൺ വാതകത്തിന് പകരം ദ്രാവകമായി കൊണ്ടുപോകുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

വോളിയം കാര്യക്ഷമതയാണ് പ്രധാന കാരണം. ആർഗൺ ഒരു ദ്രാവകത്തിലേക്ക് തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ, അത് 1 മുതൽ 840 വരെ അനുപാതത്തിൽ ഘനീഭവിക്കുന്നു. അതായത് ഒരു ലിറ്റർ ദ്രാവക ആർഗോണിൽ 840 ലിറ്റർ ആർഗോൺ വാതകത്തിന് തുല്യമായ അളവ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഒരു ദ്രവരൂപത്തിൽ കൊണ്ടുപോകുന്നത് വിതരണക്കാരെ ഒറ്റ ട്രക്ക് ലോഡിൽ വൻതോതിൽ വിതരണം ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് ഭാരമേറിയതും ഉയർന്ന മർദ്ദമുള്ളതുമായ ഗ്യാസ് സിലിണ്ടറുകൾ കൊണ്ടുപോകുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ചെലവ് കുറഞ്ഞതും ലോജിസ്റ്റിക് ആയി പ്രായോഗികവുമാണ്.

Q3: ദ്രാവക ആർഗൺ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നത് അപകടകരമാണോ?

അതെ, ദ്രവരൂപത്തിലുള്ള ആർഗൺ അതിൻ്റെ അതിശൈത്യവും ഒരു ശ്വാസംമുട്ടൽ എന്ന നിലയിലുള്ള സ്വഭാവവും മൂലം കാര്യമായ വ്യാവസായിക അപകടങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ലിക്വിഡ് ആർഗോണുമായോ ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്യാത്ത ക്രയോജനിക് പൈപ്പിംഗുമായോ ഉള്ള ചർമ്മ സമ്പർക്കം തൽക്ഷണം കടുത്ത മഞ്ഞുവീഴ്ചയ്‌ക്കോ ക്രയോജനിക് പൊള്ളലിനോ കാരണമാകും. കൂടാതെ, ചൂടാകുന്നതിനനുസരിച്ച് അത് അതിവേഗം വികസിക്കുന്നതിനാൽ (അതിൻ്റെ അളവിൻ്റെ 840 മടങ്ങ്), അടച്ച സ്ഥലത്ത് ദ്രാവക ആർഗോണിൻ്റെ ഒരു ചെറിയ ചോർച്ച ആംബിയൻ്റ് ഓക്‌സിജനെ പെട്ടെന്ന് സ്ഥാനഭ്രഷ്ടനാക്കും, ഇത് വാതകം നിറമില്ലാത്തതും മണമില്ലാത്തതുമായതിനാൽ യാതൊരു മുന്നറിയിപ്പും കൂടാതെ സമീപത്തുള്ള ജീവനക്കാർക്ക് ശ്വാസംമുട്ടാനുള്ള ഉയർന്ന അപകടസാധ്യതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ശരിയായ വെൻ്റിലേഷനും വ്യക്തിഗത സംരക്ഷണ ഉപകരണങ്ങളും (പിപിഇ) കർശനമായി ആവശ്യമാണ്.