Производство кислорода из воздуха.

Атмосферный осушенный воздух представляет собой смесь, содержащую по объему кислорода 20,93% и азота 78,03%, остальное аргон и другие инертные газы, углекислый газ и пр. Для получения технически чистого кислорода воздух подвергают глубокому охлаждению и сжижают (температура кипения жидкого воздуха при атмосферном давлении составляет –194,5^оС). Полученный жидкий воздух подвергают дробной перегонке или ректификации в ректификационных колоннах. Возможность успешной ректификации основывается на довольно значительной разности (около 13^оС) температур кипения жидких азота (–196^оС) и кислорода (–183^оС).

Воздух, засасываемый многоступенчатым компрессором, проходитсначала через воздушный фильтр, где очищается отпыли, затем проходит последовательно ступени компрессора. За каждой ступенью компрессора давление воздуха возрастает и доводится до 50-220 ат, в зависимости отсистемы установки и стадии производства. После каждой ступени компрессора воздух проходит влагоотделитель, где отделяется вода, конденсирующаяся при сжатии воздуха, и водяной холодильник, охлаждающий воздух и отнимающий тепло, образующееся при сжатии. Для поглощения углекислоты из воздуха включается аппарат–декарбонизатор, заполняемый водным раствором едкого натра. Сжатый воздух из компрессора проходит осущительную батарею из баллонов, заполненных кусковым едким натром, поглощающим влагу и остатки углекислоты. Полное удаление влаги и углекислоты из воздуха имеет существенное значение, так ка замерзающие при низких температурах вода и углекислота забивают трубки кислородного аппарата и приходится останавливать установку для оттаивания и продувки.

Пройдя осушительную батарею, сжатый воздух поступает в так называемый кислородный аппарат, где происходит охлаждение и сжитжение воздуха и его ректификация на кислород и азот. Газообразный азот чистотой 96-98% обычно не используется и из теплообменника выпускается в атмосферу. Кислород направляется в газгольдер и подается для наполнения кислородных баллонов под дпвлением до 165 ат; 1 м³ кислорода при 760 мм рт. ст. (1 кгс/см²) и 0^оС весит 1,43 кг, а при 20^оС – 1,31 кг; 1 л жидкого кислорода весит 1,13 кг и, испаряясь, образует 0,79 м³ газообразного кислорода при 0^оС и 760 мм рт. ст; 1 кг жидкого кислорода занимает объем 0,885 л и, испаряясь, образует

0,70 м³ газообразного кислорода при 0^оС и 760 мм рт. ст.

Наша промышленность изготавливает кислородные установки для газопламенной обработки металлов производительностью 17-275 м³/ч газообразного кислорода. По ГОСТу 5583-58 технический кислород для газопламенной обработки металлов выпускается трех сортов: высший сорт, с чистотой не ниже 99,5%; 1-й сорт,с чистотой не ниже 99,2%; 2-й сорт,с чистотой не ниже 98,5% кислорода по объему.

Чистота кислорода имеет очень важное значение при кислородной резке, так как даже при незначительном понижении чистоты существенно увеличивается его расход и ухудшается качество реза.