Кислород. Его применение и производство
Удивительные свойства кислорода позволяют использовать его во многих отраслях промышленности, а также в лечебной практике. Известно, что это вещество помогает при сердечных и легочных заболеваниях, когда человеку становится трудно дышать.
Применение кислорода
Очень эффективным оказалось введение кислорода под кожу при таких тяжелых видах заболеваний, как трофические язвы, слоновость, гангрена и тромбофлебит.
Наряду с лечебными свойствами, кислород очень активно используют и в промышленности. Если воздух обогатить кислородом, то большинство технологических процессов, основанных на окислении, будут происходить намного быстрее, экономичнее и эффективнее. А такие процессы лежат в основе всей тепловой энергетике.
Превратить чугун сталь также невозможно будет без кислорода, так как именно он способствует удалению избытка углерода из чугуна. При этом качество стали становится значительно лучше. Также кислород необходим в цветной металлургии. Кислород в жидком виде играет роль окислителя ракетного топлива.
Во время сжигания водорода в кислородном токе происходит образование такого обыкновенного вещества, как Н2O. Но нашей целью является не только получение этого вещества, но и энергии, которая выделяется во время реакции: Н2+0,5O2=H2O+68317 калорий, что соответствует почти семидесяти большим калориям на грамм-молекулу.
Таким образом, происходит образование не только большого количества воды, но и энергии. Для этих целей в реактивных двигателях, работа которых происходит на кислороде и водороде, и получают воду.
Эта же реакция используется в процессе резки и сварки металлов. Только в этом случае вместо водорода можно использовать ацетилен. Для получения ацетилена в больших объемах используется именно кислород, задействованный в термоокислительном кренинге: 4O2 + 6СН4 = ЗН2O + 8Н2 + СO2 + 8Н2 + ЗСО + С2Н2. Причем, это один из примеров использования кислорода в химической отрасли.
Благодаря кислороду можно получать многие вещества, также он необходим для газификации мазута, нефти, углей и т.д.
Если любое горючее и пористое вещество, к примеру, опилки, пропитать жидкообразным кислородом, то они могут превратиться во взрывчатое вещество. Таким веществам дали название оксиликвиты, и они в некоторых случаях могут использоваться в качестве динамита, например, при разработке рудниковых месторождений.
Производство кислорода
Многие страны еще в прошлом веке уже предпринимали попытки для создания мощной кислородной промышленности, но, несмотря на наличие хороших идей, технически воплотить ее так никому и не удалось.
Кислородная промышленность начала бурно развиваться после того, как академик П.Л, Капица изобрел турбодетандер и создал мощные воздухоразделительные установки. В России также существуют производители кислорода, которые делают поставки по всей территории страны.
Самым простым является получение кислорода из воздуха, так как разделить воздух на составляющие не очень трудно. Таким образом, с помощью ректификационных колонн можно разделить жидкий воздух на его составляющие. Но для превращения воздуха в жидкость необходимо его охладить до состояния – 196 °С. Получается, что процесс получения кислорода связан с проблемой получения холода.
Для получения холода при помощи воздуха, его необходимо сжать, а потом расширить, чтобы он при этом производил механическую работу. При этом по всем законам физики воздух будет охлаждаться. Установки, которые предназначаются для такого процесса, называются детандерами.
