Havadan Oksijen ve Azot Nasıl Elde Edilir?

Dünya atmosferi birçok gaz türünün oluşturduğu gaz karışımından oluşur. Azot ve oksijen kuru hava hacminin %99’undan fazlasını oluştururlar. Geri kalan %1 ise büyük oranda argon ve eser miktarda diğer birkaç maddeyi içerir. Bu nedenle bilim insanları Dünya atmosferinin oldukça büyük bir yüzdesini oluşturan havadan, oksijen ve azot eldesi için yollar aramaya başladılar.

Bu amaçla geliştirilen yöntemlerden biri olan Claude (Klod) yönteminde, öncelikle havada daima bulunan su buharı ve karbondioksit giderildikten sonra hava, azot ve oksijen elde etmek üzere sıvılaştırılır Sıvılaştırma işleminde havanın basıncı atmosfer basıncının yaklaşık 40 katına ulaşıncaya kadar sıkıştırılır.

Sıkışan hava ‘sınır. Bu ısı henüz sıvılaşmamış soğuk hava tarafından alınır ve böylece sıcaklık yaklaşık -70’C’a kadar düşürülür. Bu işlemden sonra, soğutulan havanın bir kısmının basıncının bir atmosfere ininceye kadar genleşmesi sağlanır.

Genleşme esnasında sistem ısı alır ve sonunda genleştirilen hava -160°C’ye kadar soğur. Geriye kalan ve halen basıncı 40 atmosfer (atm) olan havanın önemli bir kısmı, bu genleşen kısmın ısı alması nedeniyle daha soğur ve böylece sıvılaşır.

Sıvı havadan sıvı oksijen elde edilmesi, oksijeni, kaynama noktası daha düşük olan azottan ayrımsal damıtma yöntemiyle ayırmak suretiyle yapılır. Bir sıvıyı ısıtıp önce buhar hâline, sonra da buharı soğutup tekrar sıvıya dönüştürmeye damıtma denir.

Azot ve oksijenin gaz haline geçtiği sıcaklıklar birbirinden farklı olduğu için damıtma işleminde sıcaklık kontrolü önemlidir. Bir atmosfer basınç altında azot -195,8°C’da, oksijen ise -183°C’de kaynar. Kaynama noktaları arasında 12,8°C’lık bir fark vardır. Bu fark nedeniyle bu iki gazı ayrımsal damıtma ile ayırmak mümkündür.

Oksijenin henüz sıvı olduğu (-183C’den daha düşük) sıcaklıkta azotun tamamı (-195,8°C’den daha yüksek sıcaklıkta) gaz haline çevrilir. Sıvı hava kaynarken kolonun alt kısmında sıvı oksijen toplanır. Sıkıştırılmış yüksek basınçlı hava, borularla sıvı oksijenden geçirilerek soğutulur,

Soğuyan havanın sıcaklığı yine de azotun kaynama sıcaklığından yüksektir. Kolonda azotun tümü buharlaşır ve kolonun üst kısmına doğru yükselerek oradan alınır.

Soğuk sıvı hava aşağı akarken oksijeni de sürükler, sıvılaşan oksijen aşağı iner. Kısa bir süre sonra ayrımsal damıtma kulesinin altında toplanan sıvı hemen hemen saf oksijendir ve aşağı yukarı saf azot da yukarı doğru yükselir. Elde edilen gazlar depolanarak saklanır.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.