Технически чистый кислород
является важнейшим газом в сварочной технике, для процессов газовой
сварки и кислородной резки, и производится для этой цели в больших
количествах. В больших количествах кислород производится и для других
процессов, например в химической, металлургической и других отраслях
промышленности, но для многих из этих производств не требуется
высокой чистоты применяемого кислорода, и достаточен дешёвый газ с
содержанием в нём кислорода только 50—90%. В сварочной технике
применяется кислород высокой степени чистоты. По общесоюзному
стандарту для сварки и резки металлов должен применяться кислород со
степенью чистоты не ниже 99%, т. е. сумма всех примесей в кислороде не
должна превышать одного процента.
Способы производства технически
чистого кислорода могут быть различны; промышленное значение имеют способы
производства: а) из воздуха — методом глубокого охлаждения; б)из воды —
путём электролиза.
В нашей промышленности
применяется почти исключительно способ производства кислорода из воздуха,
как более экономичный, при котором расходуется 1,5—2,0 квт-час'
электроэнергии на 1 м3 кислорода, в то время как на
получение 1 м3 кислорода путём электролиза воды, с
одновременным получением 2 м3 водорода, требуется
9—10 квт-час. Получение кислорода способом электролиза воды может
быть рентабельно лишь при одновременном использовании получаемого
водорода. Рассмотрим кратко лишь производство кислорода из
воздуха.
38. ПРОИЗВОДСТВО КИСЛОРОДА ИЗ ВОЗДУХА
Атмосферный воздух представляет
собой смесь, содержащую по объёму кислорода 20,93% и азота 78,03%,
остальное — аргон и другие газы нулевой группы, углекислота и пр.
Указанные цифры относятся к осушенному воздуху без влаги. Содержание
водяных паров в воздухе может меняться в широких пределах в зависимости от
температуры и степени насыщения. Для получения технически чистого
кислорода воздух подвергается глубокому охлаждению и сжижается
(температура кипения жидкого воздуха при атмосферном
давлении—194,5°). Полученный жидкий воздух подвергается дробной перегонке
или ректификации в ректификационных колоннах. Возможность успешной
ректификации основывается на довольно значительной' разности (около
13°) в температурах кипения жидких азота (—196°) и кислорода
(—183°).
Схема заводской установки для
производства кислорода из воздуха показана на фиг. 118. Воздух,
засасываемый многоступенчатым компрессором, проходит сначала через
воздушный фильтр, где очищается от пыли, затем проходит последовательно
ступени компрессора (на фигуре изображён четырёхступенчатый
компрессор). За каждой ступенью компрессора давление воздуха возрастает и
доеодится до
50—220 атм в зависимости от системы установки и стадии
производства. После каждой ступени компрессора
воздух