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窒素と酸素はどのように分離されていますか?

窒素と酸素は、分数蒸留と呼ばれるプロセスを使用して空気から分離されています 。これがどのように機能しますか:

1。空気圧縮: 空気は高圧に圧縮され、密度が上がり、温度が低下します。

2。冷却: 圧縮された空気を非常に低い温度に冷却し、通常は-200°C(-328°F)約約500°Cにします。これにより、空気が液化されます。

3。分数蒸留: 液化空気は、背の高い蒸留カラムを通過します。

* 沸点の下: 窒素は、酸素よりも沸点が低い(-196°C対-183°C)。

* 分離: 液化空気がカラムを上昇すると、その温度が徐々に上昇します。 窒素は、沸点が低いため、最初に気化し、柱の上部に収集されます。酸素は、沸点が高いと液体のままで、底で収集されます。

分数蒸留ユニットの重要なコンポーネント:

* コンプレッサー: 空気を圧縮します。

* 熱交換器: 空気を冷やし、プロセスから熱を取り除きます。

* 蒸留柱: 分離を容易にするトレイまたは梱包材が含まれています。

* コンデンサー: 窒素蒸気を冷却して液化します。

* reboiler: 蒸留プロセスを維持するために、列の底を加熱します。

その他の方法:

* 膜分離: 窒素が酸素よりも容易に通過できるようにする半透過性膜を使用します。

* 圧力スイング吸着(PSA): 吸着剤を使用して、空気から酸素を選択的に除去し、濃縮された窒素を残します。

分離された窒素と酸素の使用:

* 窒素: 食品包装、製造、電子機器、溶接で使用される不活性ガス。

* 酸素: ヘルスケア、産業プロセス、およびロケット燃料で使用されます。

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