რა არის ჰაერის ფრაქციული დისტილაცია?

დედამიწის ატმოსფეროში ჰაერი შედგება აზოტისგან (78 პროცენტი), ჟანგბადისგან (21 პროცენტი), არგონისგან (0,93) პროცენტი), ნახშირორჟანგი (0,038 პროცენტი) და სხვა კვალი აირები, მათ შორის წყლის ორთქლი და სხვა კეთილშობილი გაზები. მეცნიერებს შეუძლიათ აირების მიკროორგანიზმები ჰაერიდან ფილტრების გამოყენებით ან ჰაერის გაგრილების გზით. მაგალითად, ნახშირორჟანგი მყარად იქცევა −79 ° C (−110 ° F) ტემპერატურაზე. ჰაერის ნიმუშის გამოყოფა მის ძირითად კომპონენტებში - აზოტი და ჟანგბადი - ისინი უნდა გაცივდნენ ჰაერი მნიშვნელოვნად მეტია, down200 ° C- მდე (−328 ° F), რაც თითქმის ისეთივე ცივია, როგორც პლუტონი. ეს პროცესი ცნობილია როგორც თხევადი ჰაერის ფრაქციული დისტილაცია ან კრიოგენული დისტილაცია. მას სჭირდება ჰაერის გამყოფი დანადგარი, რომელიც არ განსხვავდება ჩვეულებრივი დისტილაციის მილისგან, რომელიც გამოიყენება წყლის გასაწმენდად.

თითოეულ გაზს აქვს დამახასიათებელი დუღილის წერტილი, განისაზღვრება, როგორც ტემპერატურა, როდესაც ის სითხისგან გადაიქცევა გაზად. თუ აირების შემთხვევითი ნიმუში გაქვთ, მათი გამოყოფა შეგიძლიათ ნიმუშის თანდათანობით გაგრილებით, სანამ თითოეული კომპონენტის გაზი არ გახდება სითხე. თხევადი ნაერთი ეცემა შესაგროვებელი ჭურჭლის ფსკერზე. სითხის ამოღების შემდეგ, გაგრილება გრძელდება მანამ, სანამ ტემპერატურა არ დაეცემა მომდევნო ნაერთის დუღილის წერტილამდე და არ გახდება სითხე. ზოგიერთი ნაერთი, მაგალითად ნახშირორჟანგი, არასოდეს იშლება. ამის ნაცვლად, ისინი პირდაპირ მყარად იქცევიან, რომელთა მიღება უფრო ადვილია, ვიდრე სითხეებისა.

ჰაერის გამოყოფის ერთეულს ხშირად უწოდებენ ჟანგბადის ან აზოტის გენერატორს, ვინაიდან მისი დანიშნულებაა ჰაერიდან ამ ან ორივე ელემენტის მოპოვება. დისტილაციის პროცესში ჰაერი პირველად გადის ფილტრში, რომელიც შთანთქავს წყლის ორთქლს. შემდეგ იწყება გაგრილების პროცესი. იგი გულისხმობს ტურბინების და მაღალენერგეტიკული სამაცივრო სისტემების გამოყენებას. ნახშირორჟანგი და სხვა კვალი აირები წყდება მაშინ, როდესაც ტემპერატურა აღწევს თითოეულ მათ სუბლიმაციას ან დუღილის წერტილს. სუბლიმაცია აღწერს უშუალოდ მყარიდან გაზში მდგომარეობის შეცვლას.

როდესაც ტემპერატურა reaches200 ° C- ს მიაღწევს, თხევადი ნარევი მილის საშუალებით იკვებება ჭურჭელში, რომელიც ბოლოში ოდნავ თბილია (−185 ° C), ვიდრე ზედა ნაწილში (−190 ° C). ჟანგბადი თხევადი ხდება −183 ° C ტემპერატურაზე, ამიტომ იგი ფლაკონიდან მიედინება ფსკერის მილის საშუალებით. აზოტი ისევ გაზად იქცევა, რადგან მისი დუღილის წერტილი არის 6196 ° C. იგი მიედინება მილის მეშვეობით, რომელიც შეერთებულია კოლბის თავზე.

გაზების გამოყოფა ფრაქციული დისტილაციით არ არის მხოლოდ ჰაერიდან ჟანგბადის ან აზოტის გამომუშავება. მემბრანის გენერატორი იყენებს ნახევრად გამტარი, ღრუ ბოჭკოვანი გარსის სისტემას, რომელიც საშუალებას აძლევს პატარა მოლეკულას შეკუმშული ჰაერის ნიმუშში გაიაროს, ხოლო უფრო დიდი ბლოკავს. ამ ტიპის სისტემას შეუძლია აზოტის წარმოქმნა, რომლის სიწმინდეც 95 – დან 99,5 პროცენტს შეადგენს. მოპოვების სხვა ტიპის მეთოდით, შეკუმშული ჰაერი ციკლის ქვეშ ხორციელდება ნახშირბადის მოლეკულური საცრის მეშვეობით, რომელიც ინარჩუნებს ჟანგბადს და ხსნის მას ჰაერიდან. დარჩენილი აზოტის სიწმინდეს შეიძლება ჰქონდეს 95 – დან 99,9995 პროცენტამდე.