kako se proizvode industrijski gasovi

1. Sirovine za proizvodnju industrijskih plinova
- Sirovine za proizvodnju industrijskih gasova dolaze iz širokog spektra izvora. Mnogi industrijski gasovi se mogu dobiti iz vazduha, kao što su kiseonik, azot i argon. Vazduh je prirodni rezervoar sirovine, od čega azot čini oko 78%, kiseonik oko 21%, a argon oko 0.93%. Ovi plinovi se mogu dobiti odvajanjem zraka korištenjem tehničkih operacija.
- Osim toga, neki industrijski gasovi nastaju i reakcijom hemijskih supstanci. Na primjer, vodonik se može proizvesti elektrolizom vode, gdje se voda (\(H_2O\)) razlaže na vodonik (\(H_2\)) i kiseonik (\(O{{ 3}}\)) kada se koristi električna energija. Tu je i gas ugljen-dioksid, koji se može prikupiti iz otpadnog gasa u procesu hemijske proizvodnje ili dobiti kalcinacijom krečnjaka (\(CaCO_3\)), sa hemijskom formulom \(CaCO_3 \stackrel{温度}{=\!=\!=} CaO+CO_2↑\).

2. Uobičajene metode za proizvodnju industrijskih plinova
1. Proizvodnja kiseonika
- Najčešća metoda je odvajanje vazduha. Prvo, komprimirajte i ohladite zrak da se ukapni. Zatim koristite različite tačke ključanja gasova kao što su kiseonik i azot za frakcionisanje. Tačka ključanja kiseonika je -183 stepen, a tačka ključanja azota je -196 stepen. Postepenim povećanjem temperature prvo se isparava dušik, a preostaje uglavnom tekući kisik. Ova metoda može proizvesti kisik u velikim razmjerima kako bi se zadovoljile potrebe mnogih aspekata kao što su industrija i medicina.
- Kiseonik se može proizvesti i hemijskim metodama. Na primjer, vodonik peroksid (\(H_2O_2\)) se razlaže na kisik i vodu pod katalitičkim djelovanjem mangan-dioksida (\(MnO_2\)), a hemijska jednačina je \(2H_2O_2\stackrel{MnO_2}{=\!=\!=}2H{{12} }O + O_2↑\). Međutim, ova hemijska metoda je relativno prikladna za proizvodnju kisika u maloj mjeri i široko se koristi u laboratorijama i drugim scenarijima.
2. Proizvodnja azota
- Takođe na osnovu metode odvajanja vazduha, nakon što je vazduh ukapljen, azot se odvaja destilacijom na osnovu karakteristike da je tačka ključanja azota niža od tačke ključanja kiseonika. Čistoća dušika proizvedenog ovom metodom može doseći vrlo visok nivo, što može zadovoljiti scenarije primjene sa izuzetno visokim zahtjevima za čistoćom dušika u elektronskoj industriji.
- U nekim procesima hemijske proizvodnje, azot se proizvodi i sporednim reakcijama. Na primjer, amonijak (\(NH_3\)) se može razložiti na dušik i vodonik pod određenim uvjetima, a jednadžba reakcije je \(2NH_3 \stackrel{određeni uslovi}{{{4 }}\!=\!=} N_2+3H_2\), ali ova metoda nije glavna metoda za proizvodnju azota.
3. Proizvodnja vodonika
- Gore spomenuta elektroliza vode je važna metoda. Pod dejstvom jednosmerne struje voda se razlaže na vodonik i kiseonik. Vodik proizveden ovom metodom je visoke čistoće, ali je potrošnja energije relativno velika.
- Metoda reformisanja prirodnog gasa (glavna komponenta je metan\(CH_4\)) se takođe široko koristi u industriji za proizvodnju vodonika. Metan reaguje sa vodenom parom pod visokom temperaturom i katalizatorom, a hemijska jednačina je \(CH_4 + H_2O\stackrel{visoka temperatura, katalizator}{=\!{{5) }}\!=}CO+3H_2\). Nakon niza koraka prečišćavanja i odvajanja, dobija se čisti vodonik.

3. Kontrola kvaliteta u proizvodnji industrijskog gasa
- Kontrola kvaliteta je ključna u procesu proizvodnje industrijskog gasa. Prije svega, sirovine moraju biti strogo ispitane kako bi se osiguralo da čistoća i kvalitet sirovina ispunjavaju zahtjeve. Na primjer, kada se zrak odvaja da bi se proizveo kisik i dušik, ako ima previše nečistoća u zraku, čistoća konačnog proizvoda će biti pogođena.
- U procesu proizvodnje moraju se precizno kontrolisati reakcioni uslovi. Na primjer, kada se vodonik proizvodi hemijskim metodama, faktori kao što su temperatura, pritisak i upotreba katalizatora moraju se precizno kontrolisati kako bi se osigurala efikasnost reakcije i čistoća proizvoda. U isto vrijeme, proizvodna oprema se također mora redovno održavati i kontrolirati kako bi se spriječilo starenje opreme, curenje i drugi problemi koji utiču na kvalitet plina. Nakon što je proizvod proizveden, potrebno je strogo ispitivanje kvalitete. Ispitne stavke uključuju čistoću gasa, sadržaj nečistoća, itd. Samo industrijski gasovi koji zadovoljavaju standarde kvaliteta mogu ući na tržište za prodaju i primenu.