В каких условиях можно хранить жидкий кислород где он применяется?

8 ответов на вопрос “В каких условиях можно хранить жидкий кислород где он применяется?”

  1. Дмитрий Дмитриев Ответить


    Схема производства жидкого кислорода посредством холодильного цикл. ] низкого давления с турбодетандером.
     [1]
    Хранение жидкого кислорода в лабораторных условиях осуществляется в сосудах Дюара с двойными стенками, между которыми создается высокое разрежение порядка 0 001 мм рт. ст. Небольшие сосуды Дюара на 1 – 2 л обычно стеклянные, большие сосуды ( до 25 л) изготовляются из металла.
     [2]
    Хранение жидкого кислорода представляет трудности, так как его температура очень низка, а хранение в газообразном состоянии требует очень прочных и тяжелых резервуаров и труб; было бы поэтому выгодно заменить кислород другим окислителем. В табл. 2 даны характеристики нескольких таких окислителей.
     [3]
    Хранение жидкого кислорода в лабораторных условиях осуществляется в сосудах Дюара. Чем больше емкость сосуда с жидким кислородом, тем меньше относительные его потери от испарения, выраженные в процентах. В литературе И 2 ] описан проект подземного хранилища на 1 000 000 т жидкого кислорода. Потери кислорода от испарения в таком резервуаре составляют всего лишь около 0 001 % в сутки.
     [4]

    Принципиальная схе – [ IMAGE ] Принципиальная схема получения воздуха, обога – ма получения 70 – 80 % – ного щенного до 45 % кислородом314.
     [5]
    Сосуды для хранения жидкого кислорода имеют различную емкость: от 85 до 200 тыс. м3 в пересчете на газ. Такие хранилища периодически наполняют жидким кислородом из железнодорожных или других цистерн. Они оборудованы испарительными устройствами, которые работают автоматически в зависимости от расхода газообразного кислорода.
     [6]
    Резервуары для хранения жидкого кислорода емкостью до 2800 т ( 2 000 000 нм3 газа) были сооружены на заводах, производящих жидкий кислород, чтобы увязать непрерывное производство жидкого кислорода и неравномерное потребление его.
     [7]
    Теплоизоляция при хранении жидкого кислорода осуществляется либо созданием глубокого вакуума ( до 0 001 мм рт. ст.) в простран стве между внутренней и внешней стенками сосуда, либо засыпкой теплоизолирующим материалом всех промежутков между стенками сосудов с кислородом и наружным кожухом хранилища. Наибольший эффект достигается при применении так называемой вакуумно-порошковой теплоизоляции, состоящей в том, что в пространство между наружной и внутренней стенками сосуда с жидким кислородом засыпают порошок углекислого магния и затем из этого пространства откачивают воздух до получения глубокого вакуума. Повышенная влажность и наличие трещин в теплоизоляции приводят к значительному увеличению ее теплопроводности и, следовательно, потерь кислорода от испарения.
     [8]

  2. OlmeR Ответить

    Жидкий кислород сливают из конденсаторов воздухораздели-тельных установок в стационарные или транспортные резервуары. Стационарные резервуары служат для хранения жидкого кислорода и наполнения транспортных сосудов, доставляемых потребителю. Внутри кожуха 2 из листовой стали крепят на цепях тонкостенный сосуд 4, который изготавливают из латуни, алюминия или нержавеющей стали.
     [46]
    Большую выгоду дает применение вакуумно-порошковой изоляции, экранированной металлическим порошком, в небольших газификаторах жидкого кислорода. В этом случае возможно хранение жидкого кислорода в течение 2 – 3 суток без стравливания газа через предохранительный клапан. Газификатор LC-3, выпускаемый [15] фирмой Линде ( США), изолирован смесью аэрогеля и медного порошка. Он представляет собой вертикальный цилиндр диаметром 510 мм и высотой 1470 мм с массой 95 кг и вмещает 113 кг жидкого кислорода. Для обеспечения требуемой эффективности изоляции она вакуумируется в течение нескольких суток при нагреве сосуда до 200 С.
     [47]

    Схема установки КжАж-015-1.
     [48]
    Жидкий кислород сливают из конденсаторов воздухоразделительных установок в стационарные или транспортные резервуары. Стационарные резервуары служат для хранения жидкого кислорода и наполнения транспортных сосудов, доставляемых потребителю. Внутри кожуха 2 из листовой стали крепят на цепях тонкостенный сосуд 4, который изготавливают из латуни, алюминия или нержавеющей стали.
     [49]
    Небольшие количества жидкого кислорода ( до 100 л) хранят в металлических сосудах Дьюара. Емкость сосудов для перевозки и хранения жидкого кислорода составляет 1 – 12 мл, что соответствует 800 – 10000 нмъ газообразного кислорода. Несмотря на значительные потери, вызываемые испарением ежи женного газа ( 30 – 40 %), этот способ более экономичен, чем наполнение баллонов. Кислород теряется также при хранении его в складских сборниках, при перекачке ( специальным плунжерным насосом) в сосуды для транспортировки, при транспортировании и наполнении газификатора ( см. ниже) на месте потребления.
     [50]
    Небольшие количества газообразного кислорода под давлением до 1 МПа получают в безнасосном газификаторе К. Он состоит из сосуда для хранения жидкого кислорода, змеевика-испарителя, арматуры для подъема и поддерживания давления в приборе и заполнения его жидкостью. Сосуд для хранения жидкости выполнен из меди в виде сосуда Дьюара. Для уменьшения размеров горловина сосуда утоплена внутрь. Испаритель и защитный кожух изготовлены из алюминиевого сплава.
     [51]
    Кислородная станция ( цех разделения воздуха) – это часть производственного предприятия ( завода), состоящая из одного или нескольких зданий и сооружений, в которых размещается основное и вспомогательное оборудование для получения жидких или газообразных продуктов разделения воздуха, а также производится их очистка, хранение, наполнение баллонов или транспортных емкостей и выдача продукции потребителям. Сооружение, в котором размещаются емкости для хранения жидкого кислорода или азота с примыкающими к нему наливными устройствами и помещениями для вспомогательного технологического оборудования и необходимых служб, называется хранилищем.
     [52]
    Схема работы такого аппарата следующая. При включении в респиратор открывают вентиль резервуара для хранения жидкого кислорода, который испаряется и поступает в дыхательный мешок. При вдохе прохладный воздух проходит из дыхательного мешка через шланг вдоха и поступает в легкие человека. При выдохе воздух проходит через шланг вьщоха, регенеративный патрон, где он очищается от углекислого газа и поступает в дыхательный мешок. В дыхательном мешке происходит смешивание очищенного от углекислого газа выдыхаемого воздуха с холодным и сухим кислородом, вступающим из резервуара. При переполнении дыхательного мешка лишний воздух удаляется через избыточный клапан, который останавливается на линии вьщоха перед регенеративным патроном.
     [53]

  3. Радужная Снежинка Ответить

    Способность жидкого кислорода окислять другие вещества и усиливать горение ценятся во многих сферах производства. В конце XIX – середине XX века из него изготавливали взрывчатку «Оксиликвит», которую использовали в горной промышленности для подрыва породы, а также в качестве оружия во Второй мировой войне.

    Сегодня его чаще применяют в медицине, фармацевтике, в металлургии, стекольной, химической, бумажной и других видах промышленности. С его помощью получают различные полезные соединения, например окись титана, которая участвует в производстве лакокрасочных изделий, бумаги и пластмасс. При изготовлении стекла он нужен для поддержания жара в печах, а также для уменьшения количества окиси азота, попадающей в атмосферу. В космической авиации жидкий кислород является одним из компонентов ракетного топлива, где он используется в качестве окислителя, а в роли самого топлива выступает водород или керосин.
    В медицине и фармацевтике без него тоже не обходится. Жидкий кислород входит в состав биореакторов, а также используется в качестве добавки к ферментам. В медицине он необходим для анестезии, приготовления кислородных ванн и коктейлей, лечения или облегчения состояния при интоксикации, астме и других недугах. Здесь он чаще всего не используется напрямую в виде жидкости, а является источником газообразного кислорода.

    Хранение и меры предосторожности

    Жидкий кислород не возгорается и не взрывается сам по себе, он не токсичен для человека и не вреден для окружающей среды. Однако активная реакция в химических процессах, а также криогенный эффект делают его не совсем безопасным веществом.

    При работе с ним нужно держать подальше смазочные, горючие и легковоспламеняющиеся материалы, а также всегда использовать перчатки и спецодежду. Кислород очень низкой температуры легко повреждает кожу и может привести к обморожению, травмам и отмиранию живых клеток. Если жидкость покрывает значительную часть тела, все может закончиться даже летальным исходом.
    Технический и медицинский жидкий кислород хранят сосудах Дьюара, которые делают преимущественно из стали или алюминия. Это цилиндрические контейнеры с двойными стенками, между стенками которых располагается вакуумная полость, а также теплоизоляционные материалы. Они работают по принципу термосов, хорошо сохраняя жидкости внутри.

  4. LZI Ответить


    В процессах газопламенной обработки используют кислород в газообразном виде. Кислород в жидком виде применяют только при его хранении и транспортировке от завода-изготовителя до потребителей.
    По внешнему виду жидкий кислород – голубоватая прозрачная подвижная жидкость, затвердевающая при -218,4°С и образующая кристаллы голубоватого цвета. Теплоемкость жидкого кислорода равна 1,69 кДж/(кг-°С) [0,406 ккал/(кг-°С)].
    Перед подачей в сеть потребления для газопламенной обработки жидкий кислород подвергается испарению при заданном давлении в специальных устройствах – газификаторах, безнасосных или насосных. При испарении 1 дм3 жидкого кислорода получается 0,86 м3, или 860 дм3 газообразного кислорода (при 20°С и 760 мм рт. ст.); здесь 1,14 кг/дм3 и 1,33 кг/м3 соответственно плотности жидкого и газообразного кислорода. При испарении 1 кг жидкого кислорода образуется 1/1,33 = 0,75 м3 газа (при 20°С и 760 мм рт. ст). Основные преимущества хранения и транспортировки кислорода в жидком виде следующие.
    1. Сокращается (в среднем в 10 раз) масса тары и уменьшается требуемое количество баллонов и транспортных средств (автомобилей, вагонов), занятых на перевозке кислорода.
    2. Отпадают расходы по организации и эксплуатации большого баллонного хозяйства на заводах (приобретение баллонов, постройка складов, учет, испытание и ремонт баллонов, транспортные расходы).
    3. Повышается безопасность и упрощается обслуживание газопитания цехов газопламенной обработки, поскольку жидкий кислород хранится и транспортируется под небольшим давлением.
    4. Получаемый при газификации жидкого кислорода газообразный кислород не содержит влаги, его можно транспортировать по трубопроводам при низких окружающих температурах без применения специальных мер против замерзания конденсата (прокладка труб ниже глубины промерзания, теплоизоляция, установка конденсатоотводчиков, прокладка паровых обогревателей и пр.).
    Недостатком применения жидкого кислорода являются неизбежные потери его на испарение при хранении, перевозке и газификации.
    Для хранения и перевозки небольших количеств жидкого кислорода (азота, аргона, воздуха) используют сосуды Дьюара (рис. 2), шаровые (а) или цилиндрические (б). Сжиженный газ заполняет сосуд 2 из алюминиевого сплава, подвешенный на тонкостенной трубке – горловине 1 из стали Х18Н10Т внутри внешнего сосуда 3, изготовленного также из алюминиевого сплава. Все соединения выполнены аргонодуговой сваркой, стальные детали предварительно алитированы. Пространство между сосудами заполнено тепловой изоляцией 5 из смеси порошкообразного аэрогеля и бронзовой пудры.
    В этом пространстве создан вакуум до остаточного давления (1 – 2) 10-1 мм рт. ст. Снизу к внутреннему сосуду приварена камера 4, заполненная адсорбентом (силикагелем КСМ). При заполнении сосуда 2 сжиженным газом адсорбент охлаждается и поглощает остаточные газы в межстенном пространстве, создавая в нем вакуум до давления (1 – 5) 10-3 мм рт. ст. Сталь Х18Н10Т обладает низким коэффициентом теплопроводности, вследствие чего теплоприток извне по горловине существенно снижен.

    Транспортные резервуары используют для перевозки больших количеств жидкого кислорода (азота, аргона) автотранспортом и по железной дороге. Автомобильные резервуары имеют емкость 1000-7500 дм3, железнодорожные 30 000-35 000 дм3, а иногда и более.
    Типовой транспортный автомобильный резервуар ТРЖК-2У показан на рис. 3. Внутренний резервуар, в котором хранится жидкий кислород, изготовлен из стали Х18Н9Т аргонодуговой сваркой, наружный (кожух) – из низкоуглеродистой стали 20. Изоляция заполняющая межстенное пространство, – вакуумно-порошковая – из смеси аэрогеля с перлитовой пудрой; вакуум в межстенном пространстве соответствует остаточному давлению 5*10-2 мм рт. ст.
    Заполнение резервуара жидким кислородом из стационарной емкости производится через вентиль 3 и штуцер 5 при открытом вентиле 13 для сброса газа в газгольдер или атмосферу. При опорожнении резервуара в нем создается избыточное давление до 0,1 – 0,15 МПа (1-1,5 кгс/см2) за счет испарения части жидкого кислорода в испарителях 17. Слив жидкости производится также через вентиль 3 и штуцер 5 при закрытом вентиле 13. Для уменьшения притока теплоты через опоры резервуара они изготовлены из слоистого стеклопластика, обладающего низким коэффициентом теплопроводности и достаточной прочностью при низких температурах.

    Для превращения жидкого кислорода в газообразный служат газификационные установки. Их производительность достигает 15—20 м3/ч. Применяют два типа газификационных установок: насосные и безнасосные.
    Насосная газификационная установка СГУ-1, показанная на рис. 4, предназначена для газификации непереохлажденного кислорода и наполнения баллонов (реципиентов газообразным кислородом под давлением до 24 МПа (240 кгс/см2). Кислород от реципиентов подается по трубопроводу к местам потребления через центральный рамповый редуктор под требуемым давлением порядка 1,2-2 МПа (15-20 кгс/см2) для процессов газопламенной обработки. Имеются газификационные станции, насосы которых рассчитаны на давление 20 МПа (200 кгс/см2) и служат для подачи кислорода в сеть через буферную емкость. В промышленности применяют также автомобильные передвижные газификационные установки.

    Безнасосные газификаторы имеют рабочее давление до 1,6 МПа (16 кгс/см2) при относительно постоянном и равномерном расходе кислорода, подаваемого по трубопроводу к местам потребления (рис. 5). Сосуд газификатора снабжен вакуумно-порошковой изоляцией и рассчитан на максимальное рабочее давление.
    Первоначально давление в сосуде создается испарением кислорода в испарителе 9 и автоматически поддерживается постоянным регулятором 2. В зависимости от расхода газа жидкий кислород через регулятор 8 поступает в испаритель 7 и затем в виде газа идет в трубопровод к потребителю. Избыток газа в газификаторе сбрасывается при заданном давлении также в трубопровод потребителя через регулятор 3. Сосуд 1 наполняется жидким кислородом через штуцер 4 и вентили 5 и 6.

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *