Argon, oo ah curiye meel walba jira oo aan la arki karin, wuxuu ka kooban yahay qiyaastii 0.93% jawiga dhulka. In kasta oo ay tahay gaaska saddexaad ee ugu badan hawada aan neefsano, ka faa'iidaysiga codsiyada warshadaha, caafimaadka, iyo sayniska waxay u baahan tahay injineerro adag. Laga soo bilaabo ilaalinta gaaska alxanka heerkulka sare ilaa ilaalinta waferrada silikoon jilicsan inta lagu jiro wax soo saarka semiconductor, baahida gaaska sharafta leh waa mid aad u weyn. Si kastaba ha ahaatee, raridda iyo ku kaydinta xaaladdeeda gaaska ayaa ah mid aan waxtar lahayn. Tani waxay dhalinaysaa su'aasha aasaasiga ah ee warshadaha: sidee loo shubaa gaaska argon si loo daboolo baahiyaha caalamiga ah si hufan?

Jawaabtu waxay ku jirtaa hannaan casri ah oo loo yaqaan kala-soocidda hawada ee cryogenic. Tilmaantan dhammaystiran ee 2,000-erey ah waxa ay si qoto dheer u dhex geli doontaa mabaadi'da kulaylaha, injineernimada farsamada, iyo tillaabooyinka nadiifinta kiimikaad ee loo baahan yahay si loogu beddelo hawada jawiga si aad loo nadiifiyo, argon dareere cryogenic (LAR).

1. Fahamka Argon iyo Baahida Liquefaction

Kahor intaanan u dhex gelin farsamooyinka dareeraha dareeraha, waxaa muhiim ah in la fahmo waxa argon yahay iyo sababta habka liquefaction uu yahay mid dhaqaale ahaan iyo ficil ahaanba lagama maarmaan u ah.

Argon (Ar) waa gaas sharaf leh, kiimiko ahaan aan firfircoonayn. Waa mid aan midab lahayn, ur lahayn, oo aan sun ahayn. Sababtoo ah kama falceliso curiyeyaasha kale xitaa heerkulka aadka u daran, waa gaashaanka jawiga ugu fiican ee hababka birta.

Waa maxay sababta Liquefy Argon?

Sababta ugu weyn ee liquefing gaas kasta oo atmospheric ah waa yaraynta mugga. Marka gaaska laga beddelo cadaadiska jawiga caadiga ah loona beddelo dareeraha cryogenic, argon waxa uu maraa saamiga ballaadhinta weyn ee 1 ilaa 840. Taas macnaheedu waxa weeye in 840 litir oo argon gaseous ah lagu ururin karo hal litir oo dareere argon. Hoos-u-dhacan baaxadda leh ee mugga wuxuu u oggolaanayaa gaadiid badan oo kharash-ool ah iyada oo loo marayo baabuurta booyadaha ee cryogenic iyo kaydinta hufan ee taangiyada vacuum-ku-dahaaran ee xarumaha warshadaha.

Tilmaamaha Jirka ee Argon

Si gaas loogu sameeyo dareere, injineeradu waa in ay si hoose ula shaqeeyaan astaamihiisa heerkulbeegga. Hoos waxaa ah dhibcaha xogta jireed ee muhiimka ah ee tilmaamaya xuduudaha dareeraha.

2. Sayniska Aasaaska: Kala-soocidda Hawada Cryogenic

Argon lama soo saarin ama lama samayn; waxaa si toos ah looga soo goostaa hawada nagu wareegsan. Tiknoolajiyada guud ee loo isticmaalo si loo gaaro tan waa kala-baxa jajabka cryogenic.

Nidaamkani wuxuu ku tiirsan yahay mabda'a aasaasiga ah ee kimisteriga: walxo kala duwan ayaa isbeddelaya xaalad (condense ama karkari) heerkul kala duwan. Marka la qaboojiyo hawada agagaarkeeda ilaa ay dareere noqoto, ka dibna si tartiib ah u kor u qaadaya heerkulkeeda, injineeradu waxay kala saari karaan isku dhafka hawada qaybaheeda asaasiga ah - nitrogen, oxygen, iyo argon - marka ay mid mid u karkarinayaan.

Caqabadda Kala Goynta Argon

Kala saarista argon waa mid aad u adag sababtoo ah barta karkarinta. U fiirso dhibcaha karkaraya ee saddexda qaybood ee jawiga ugu muhiimsan:

3. Habka Tallaabo-tallaabo: Sida hawadu u noqoto Argon dareere ah

Safarka ka imanaya hawada agagaarka ilaa argon dareere cryogenic wuxuu ku lug leeyahay cutubka kala soocida hawada ee heerar badan (ASU). Halkan waxaa ah tifaftiran, tallaabo-tallaabo u-burburinta habka.

Tallaabada 1: Qaadista Hawada, Cadaadiska, iyo Shaandhaynta

Nidaamku wuxuu ku bilaabmaa alaabta ceeriin: hawada jawiga jawiga.
Taageerayaasha warshadaha ee waaweyn ayaa hawo soo dhex mara guryaha shaandhada ee heerar badan si ay u soo saaraan walxaha wasakhaysan, boodhka, iyo cayayaanka. Marka la sifeeyo, hawadu waxay gashaa kombaresarada centrifugal oo heer-badan ah. Hawada waxaa lagu cadaadiyaa cadaadis qiyaastii ah 5 ilaa 7 bar (70 ilaa 100 psi).

Cadaadiska gaaska waxay si dabiici ah u dhalisaa kulayl weyn (kulka cadaadiska). Si tan loo maareeyo, qaboojiyeyaasha ayaa la dhigayaa inta u dhaxaysa heerarka cadaadiska. Qaboojinta hawada marxaladan waxa kale oo ay keentaa in qayb wayn oo qoyaanka jawiga jawiga (uumiga biyaha) uu soo baxo, kaas oo dabadeed la daadiyo.

Tallaabada 2: Sifaynta iyada oo la adeegsanayo Sifooyinka Molecular

Ka hor inta aan hawadu hoos u dhigin heerkulka cryogenic, dhammaan wasakhda raadraaca ee barafaysan kara tuubooyinka waa in gebi ahaanba meesha laga saaraa. Wasakhyadan ugu horrayn waxaa ka mid ah:

• Uumiga Biyaha Hadhaaga ah (H2O)
• Kaarboon Dioxide (CO2)
• Raad-raac Hydrocarbons

Hawada cufan waxaa la sii maraa unug ka-hor-nadiifinta (PPU) oo ka kooban sariiro aluminiin ah iyo shaandho molecular zeolite. Shaandhooyinku waxay u dhaqmaan sidii isbuunyo yaryar oo aad u xushay, oo soo jiidaya qoyaanka iyo molecules CO2. Haddii tillaabadan ay guul-darreysato, CO2 iyo baraf qallalan ayaa si qoto dheer uga dhex samaysan doona geedka, oo xiraya kulaylka jilicsan oo u baahan in la xiro warshadda.

Talaabada 3: Qaboojin aad u daran iyo fidinta

Hawo qallalan, la safeeyey, oo ciriiri ah hadda waxay gashaa "sanduuqa qabow", qaab dhismeed aad u dahaaran oo hoy u ah weriyeyaasha kulaylka cryogenic iyo tiirarka kala-baxa.

Habka qaboojinta ayaa isticmaalaya Saamaynta Joule-Thomson iyo ballaarinta farsamada. Hawada diirran ee imanaysa waxay dhex martaa kulaylka weyn ee beddela, qulqulaya ka soo horjeeda hadda ilaa gaasaska qiiqa aadka u qabow (nitrojiin iyo ogsijiin) ee ka soo noqda tiirarka kala-baxa. Tani waxay hoos u dhigeysaa heerkulka hawada soo galaya si weyn.

Si loo gaaro heerkulka dhabta ah ee cryogenic (ka hooseeya -170 ° C), qayb ka mid ah hawada ciriiriga ah ayaa la mariyaa turbo-ballaare. Maaddaama gaaska cadaadiska sarreeya uu si degdeg ah ugu fido marawaxadaha, wuxuu qabtaa shaqo farsamo, kaas oo ku qasbaya hoos u dhac weyn oo ku yimaada heerkulka gaaska. Marka ay hawadu ka baxdo kuleyliyaha iyo balaadhinta, waa isku dhafka uumiga qabow ee cajiibka ah iyo hawo dareere ah, oo diyaar u ah in la kala saaro.

Talaabada 4: Distillation Jajabka Koowaad (HP iyo LP Columns)

Wadnaha geedi socodka liquefaction waa nidaamka muxaadaro laba-tiir ah, oo ka kooban tiir Cadaadis-sare (HP) oo fadhiya hoostiisa tiir Cadaadis-hoose (LP).

1. Tiirka Cadaadis-sare: Isku-darka hawo dareeraha/ uumiga hoose ee qaboojiyay waxay gashaa gunta hoose ee tiirka HP. Marka dareeruhu hoos ugu dhaco oo uumiga ka soo baxo saxarada shaandho go'an, kala soocida kowaad ayaa dhacda. Nitrojiin, oo leh barta karkarinta ugu hooseysa, waxay kor ugu kacdaa gaas ahaan. Dareere hodan ah oo ogsijiin (oo ka kooban inta badan argon) barkadaha hoose.
2. Tiirka Cadaadis-hooseeya: Dareeraha hodanka ku ah ogsijiinta ee ka imanaya gunta hoose ee tiirka HP ayaa la rogrogay (la fidiyay) tiirka LP ee ka sarreeya. Cadaadiska hoose awgeed, kala soocid dheeraad ah ayaa dhacaysa. Barkadaha oksijiinta dareeraha ah ee saafiga ah ee gunta hoose ee tiirka LP, halka gaaska nitrogen saafiga ah uu ka soo baxo xagga sare.

Tallaabada 5: Tiirka Argon-Geed

Sababtoo ah barta karkarinta ee argon waxay ku fadhidaa inta u dhaxaysa oksijiinta iyo nitrogen, waxay xoogga saartaa qaybta hoose ee dhexe ee tiirka Cadaadis-hoose. Marka la eego fiirsashada ugu sarreysa, isku dhafka gaaska ee "caloosha" gaarka ah ee tiirka ayaa ah qiyaastii 10% ilaa 12% argon, inta soo hartayna waa ogsijiin iyo raad yar oo nitrogen ah.

Si loo soo saaro, injineeradu waxay taabtaan qaybtan gaarka ah oo u sawiraan isku dhafka qaab gaar ah, oo ku lifaaqan oo la yiraahdo Tiirka Dhinac-Gacan ee Argon.
Gudaha tiirkan aadka u dheer ee cajiibka ah (badanaa ka kooban in ka badan 150 saxaarad aragtiyeed), kala bixitaan labaad ayaa dhacaya. Sababtoo ah argon wax yar ka bedbedeli karo (karka fudud) marka loo eego ogsijiinta, uumiga argon wuxuu u kacaa xagga sare ee tiirka dhinaca, halka oksijiinta dareeraha ah ee culus ay hoos ugu dhacdo oo lagu celiyo tiirka LP ee ugu weyn.

Waxa ka soo baxa xagga sare ee tiirka cududda dhinaca waxa loo yaqaan "argon cayriin." Marxaladdan, si guul leh ayaa loo shubay laakiin waa kaliya 98% saafi ah. Waxay weli ka kooban tahay qiyaastii 2% ogsijiin iyo raadadka qaddarka nitrogen, taas oo ay tahay in laga saaro isticmaalka warshadaha.

4. Nadiifinta: Kor-u-qaadista Crude ilaa Argon Dareere Nadiif Sare leh

Codsiyada casriga ah, gaar ahaan warshadaha semiconductor iyo aerospace, argon waa inay ahaadaan "shan sagaal" saafi ah (99.999%). Argon cayriin waa in si adag loo nadiifiyaa.

Habka "Deoxo" Katalytic

Si meesha looga saaro 2% oksijiinta soo hartay, argon-ka cayriin waxaa loo rari doonaa fal-celiye katalytik ah oo loo yaqaan unugga Deoxo. Gudaha, gaasta hydrogen saafiga ah ayaa lagu duraa qulqulka dareeraha ah.
Marka la joogo joogitaanka palladium ama platinum kicinta, hydrogen-ku kiimiko ahaan wuxuu ula falgalaa unugyada ogsijiinta ee rogue si ay u sameeyaan biyo (2H₂ + O₂ → 2H₂O) Dareen-celintani waxay sii deysaa qadar yar oo kuleyl ah, iyadoo waqti yar ku celisa argon-ga gaas.

Qalajinta ugu dambeysa iyo kala saarista

Gaaska ayaa markaa la sii maraa shaandho molecular oo labaad ah si ay meesha uga saarto molecules-ka cusub ee biyaha. Ugu dambeyntii, qalalan, gaaska argon oo aan oksijiin lahayn waxaa lagu quudiyaa tiir distillation final - tiirka argon saafi ah.

Halkan, argon waa la qaboojiyey mar kale ilaa ay dib ugu soo noqoto xaalad dareere ah. Wax kasta oo raad raac ah oo nitrogen ah, kaas oo ku sii jira gaas heerkulka dareeraha ah ee argon, ayaa laga soo shidaa xagga sare ee tiirka. Isku-darka badeecada ee ka soo baxday xagga hoose waa mid aad loo nadiifiyey, Liquid Argon (LAR), oo u diyaarsan qaybinta ganacsiga.

5. Kaydinta iyo Gaadiidka dareeraha Argon

Marka su'aasha ah sida loo nadiifiyo gaaska argon ayaa laga jawaabay, caqabada xigta waa in lagu hayo gobolkaas. At -185.8°C, soo-gaadhis kasta oo kulaylka deegaanku wuxuu keeni doonaa dareeraha inuu si xoog leh dib ugu karkariyo gaas- ifafaale loo yaqaan Gaaska-karinta (BOG).

Si taas loola dagaallamo, argon dareere ah ayaa lagu shubaa taangiyada kaydinta ee cryogenic-ka ah ee takhasuska sare leh. Taangiyadani waxay u shaqeeyaan si la mid ah dhalada tarmuuska. Waxay ka kooban yihiin weel gudaha ah oo ka samaysan bir aan bir lahayn (kaas oo aan ku jajabnayn heerkulka cryogenic) iyo weel dibadda ah oo ka samaysan birta kaarboonka. Meesha u dhaxaysa labada weel waxaa ka buuxsamay budo dahamiya (sida perlite) waxaana hoos loogu shubaa faakuum ku dhow dhow si loo baabi'iyo wareejinta kulaylka fican.

Marka loo qaado isticmaalayaasha dhamaadka, LAR waxaa lagu qaadaa gawaarida booyadaha ee gaarka ah. Marka la yimaado warshad wax soo saar ama isbitaal, waxaa lagu wareejiyaa weel taagan oo jaakad faaruq ah oo goobta yaal. Marka macaamiilku u baahan yahay argon gaas ah hawlahooda, dareeraha si fudud ayaa loo dhex maraa uumiga hawada-saxan ee tubooyinka aluminiumka fined ee nuugaya kulaylka hawada ku wareegsan, si badbaado lehna dareeraha dib ugu celinaya gaas cadaadis sare leh.

6. Gabagabo

Isbeddelka hawada aan muuqan, hawada deegaanka u beddeli lahayn dareere saafi ah, eber ka hooseeya waa yaab injineernimada kiimikada casriga ah iyo heerkulbeegga. Iyada oo loo marayo marxaladaha adag ee cadaadis-sare, sifeynta molecular, ballaarinta Joule-Thomson, iyo kala-soocidda jajabyada aadka u xasaasiga ah, warshaduhu waxay si hufan u goosan karaan argon-ka bustaha meereheena.

Fahamka dareeraha gaaska argon waxay muhiim u tahay hagaajinta silsiladaha sahayda caalamiga ah. Sida teknoolajiyada hore-gaar ahaan wax-soo-saarka elektiroonigga ah, daabacaadda birta 3D, iyo injineernimada hawada-ku-tiirsanaanta aadka u saafiga ah, argon dareere ah oo si hufan loo raray waxay sii wadi doontaa oo kaliya inay koraan, samaynta kala-soocidda hawada cryogenic mid ka mid ah kuwa ugu muhiimsan, weli aan la mahadin, hababka warshadaha ee adduunka casriga ah.

7. FAQs

Q1: Waa maxay heerkulka argon noqday dareere?

Argon wuxuu ka soo wareegaa gaaska una beddelaa dareere barta karkarinta -185.8°C (-302.4°F) cadaadiska jawiga caadiga ah. Si aad ugu ilaaliso xaalad dareere ah oo kaydinta iyo rarida, waa in lagu hayaa ama ka hooseeya heerkulkan cryogenic iyadoo la isticmaalayo weelal vacuum-dahaaran oo khaas ah si looga hortago karkarinta iyo fidinta degdega ah.

S2: Waa maxay sababta argon loo raro sida dareere ah halkii gaas laga ahaan lahaa?

Sababta asaasiga ah waa waxtarka mugga. Marka argon lagu qaboojiyo dareeraha, waxa uu isku ururiyaa saamiga 1 ilaa 840. Taas macnaheedu waa in hal litir oo argon dareere ah uu ka kooban yahay 840 litir oo gaas argon ah. U rarida sida dareere ahaan waxay u ogolaataa alaab-qeybiyeyaasha inay ku keenaan tiro aad u badan, tiro badan oo hal xamuul ah, kaas oo aad uga kharash badan iyo saadka wax ku ool ah marka loo eego daabulida dhululubada gaaska cadaadiska sarreeya.

Q3: Maaraynta dareeraha argon khatar ma tahay?

Haa, dareeraha argonku waxa uu soo bandhigaa khataro warshadeed oo muhiim ah ugu horrayn waxa ugu wacan qabowgiisa aadka u daran iyo dabeecadiisa sida neef-cunista. Taabashada maqaarka ee dareeraha argon ama tuubooyinka cryogenic ee aan la daboolin waxay keeni kartaa baraf daran ama gubasho degdeg ah. Intaa waxaa dheer, sababtoo ah waxay si degdeg ah u balaadhisaa marka ay kululeyso (840 jeer mugga), dheecaan yar oo dareere ah oo argon ah oo ku yaal meel bannaan ayaa si dhakhso ah u rogi kara ogsijiinta deegaanka, taas oo keenta khatarta sare ee neefta ee shaqaalaha u dhow iyada oo aan wax digniin ah la helin, maadaama gaasku yahay mid aan midab lahayn oo aan ur lahayn. Hawo-qaadis habboon iyo qalab ilaalin shaqsiyeed (PPE) ayaa si adag loogu baahan yahay.