Как получают кислород для баллонов

Вот и прошел год с выхода моего последнего поста «по делу». Что могу сказать, многое произошло, поменял работу, мастерская разбухла аж до трех гаражей, была сделана целая куча крутых и интересных штук, но об этом позже.

Раз уж ковид плотно закрыл меня в квартире пора выполнять обещания.

Как-то при обсуждении расположения баллонов с газом в моей мастерской, обещал уделить этому внимание (#comment_142672750), и вот не прошло и трех лет))

Предвижу срач, именно по этому ВНИМАНИЕ!!! ВОРНИНГ!!! АХТУНГ!!!

Важно! Я не пытаюсь никого учить, к чему-то подталкивать, тем более не пытаюсь навязать свое мнение. Этот пост преследует больше развлекательную цель как для профессионалов, сталкивающихся с газами ежедневно, так и для обывателей, которым интересно, зачем баллон при продаже кваса и почему кислород не горит.

С удовольствием подискутирую с понимающими и не очень в вопросе людьми, ведь в споре рождается истина)))

Начнем с газов негорючих, среди них можно выделить четыре основных. Это кислород, азот, аргон и углекислый газ (с его названием как правило никто не заморачивается, называя его углекислота, либо просто кислота).

Дабы не растягивать, основные факты:

В воздухе 21%

Не имеет цвета, вкуса, запаха и совести (но об этом через минуту).

Думаю, в школе все учились и прекрасно все это знают.

Основное свойство и предназначение этого газа — окислять. Эта бессовестная тварь вступает в химическую реакцию практически со всем подряд, оставляя после себя только гору оксидов.

Так вот, сгнил любимый забор? Вопросы к кислороду!

Картофель поменял цвет? Вопросы туда же!

Сгорела баня? Без кислорода не сгорела бы!

Бессовестный кислород! Не нравится он вам? Попробуйте не дышать))

В промышленности его получают из воздуха, путем отделения его молекул от остальных через специальные вещества, либо криогенным способом, путем сжижения воздуха и разделения его путем ректификации (как в самогонном аппарате).

Как правило простой обыватель встречается с кислородом в виде газа в баллоне. Вот в таком.

Как получают кислород для баллонов

Да ладно, шучу, как правило баллон выглядит вот так:

Как получают кислород для баллонов

Если говорить о стандарте, к которому все привыкли, то это 40/150, то есть объем баллона 40 литров с давлением внутри 150 кгс/см2. Однако существуют и другие стандарты баллонов, например 10/150, 20/150 или же 50/200.

В медицине — для обогащения дыхательных газовых смесей в наркозной аппаратуре, для профилактики заболеваний в виде кислородных коктейлей;

В пищевой промышленности — зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е948, как пропеллент и упаковочный газ;

В сельском хозяйстве — для изготовления кислородных коктейлей , для прибавки в весе животных, для обогащения кислородом водной среды в рыбоводстве;

Для сварки и газорезки металлов.

Самый простой кислород имеет первый сорт. Объемная доля кислорода в нем не менее 99,7%.

Также существует кислород медицинский (реаниматологи внимательно) в нем объемная доля кислорода не менее 99,5%. То бишь по стандартам сварщик Вася режет канализационную трубу более чистым кислородом, чем дышит пациент во время операции. Однако для медицинского кислорода регламентируется объемная доля двуокиси углерода (не более 0,01%), а также окиси углерода, кислот, озона и прочих окислителей.

С точки зрения стандартов все выглядит так, однако при криогенном способе получения кислорода, что кислород первого сорта, что кислород медицинский имеют абсолютно одинаковый состав)) при этом и Вася доволен, ибо кислород чистый и пациенту нормально, кислород по трубкам чистый да и доктор-анестезиолог кайфушки добавил))

Однако у этих двух видов газа есть более чистый собрат, кислород повышенной чистоты. Объемная доля кислорода в нем не менее 99,95%. Этот газ интересен владельцам точного оборудования, которое требует газ такой чистоты и на «первом сорте» работать отказывается наотрез.

Вот в общем-то и все, что нужно знать о кислороде в первом приближении.

Следующим достаточно распространенным газом является азот.

Также основные факты:

В воздухе 78%

Не имеет цвета, вкуса, запаха.

Именно поэтому азот предназначен для создания инертной атмосферы при производстве, хранении и транспортировании легко окисляемых продуктов, при высокотемпературных процессах обработки металлов, не взаимодействующих с азотом, для консервации замкнутых металлических сосудов и трубопроводов.

Проще говоря, не хотите, чтобы любимое яблочко потемнело на воздухе? Суйте его в пакет с азотом))

В жизни простой обыватель встречается с азотом в виде такого же газа в баллоне, только другого цвета (скоро и об этом поговорим).

Стандарты баллонов такие же как и для кислорода.

По чистоте все что имеет объемную долю ниже 99,999% можно смело называть словом «шмурдяк», ибо свои инертные функции оно выполнять не будет.

У азота есть благородный инертный бро. Зовут его аргон.

В воздухе 0,9%

Этот товарищ еще ленивее. Заставить его прореагировать это та еще задачка))

Для чего используется?

В качестве защитной среды при сварке, как металлов, так и неметаллов, резке и плавке активных и редких металлов и сплавов;

В аргоновых лазерах;

Про кислород:  Утилизация кислорода в тканях

В лампах накаливания и при заполнении внутреннего пространства стеклопакетов;

В качестве огнетушащего вещества в газовых установках пожаротушения;

В медицине во время операций для очистки воздуха и разрезов, т.к. аргон не образует химических соединений при комнатной температуре;

В пищевой промышленности аргон зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е938 в качестве пропеллента и упаковочного газа.

Как вы уже поняли достаточно специфический газ со свои специфическим применением.

По баллонам и стандартам все то же самое.

Отдельно хочется поговорить о углекислом газе он же углекислота.

В воздухе содержится по разному, предельная концентрация 9г/м3

Сфера использования углекислоты достаточна обширна. Чаще всего CO2 применяется в пищевой отрасли, где помогает сохранности продуктов в течение длительного срока. Еще углекислота помогает при очищении и освежении воды, производстве упаковки для пищевых продуктов, газировании напитков, заморозке и охлаждении продуктов питания.

Двуокись углерода часто используется при тушении пожаров, для медицинских нужд, в лазерных технологиях, производстве сельскохозяйственной продукции. В химической отрасли углекислота входит в газовые смеси как один из компонентов.

Именно этот баллон стоит в пивном ларьке рядом с кегой, именно этот газ находится в упаковке с вашими любимыми сосисками, именно эти гранулы не стоит высыпать в бассейн((

Как правило фасуется в такие же баллоны с такими же стандартами.

И вот когда мы знаем, с чем имеем дело, думаю, стоит поговорить о технике безопасности.

Существует ГОСТ 26460-85. Называется он «Продукты разделения воздуха. Газы. Криопродукты. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение».

Как получают кислород для баллонов

С синим кислородом разобрались. Аргон всегда серый. Азот, углекислота и часть инертных газов черные. Все вроде бы просто.

Обязательно на каждом баллоне должна быть надпись, рассказывающая, что у баллона внутри.

Далее посмотрим в верхнюю часть баллона. Тут находится паспорт. На нем выбита вся необходимая информация.

Как получают кислород для баллонов

Вот! Нашел правильную картинку.

Теперь о хранении и эксплуатации.

Чего мы хотим меньше всего при использовании и хранении баллона?

Как получают кислород для баллонов

Что может стать причиной взрыва?

Обратимся к правилам безопасной эксплуатации, там много интересного.

1. Повреждение корпуса баллона в случае его падения или удара до нему.

Тут все правда, однако можно внести несколько оговорок. Самой хрупкой частью любого баллона является латунный вентиль, именно поэтому транспортировка баллонов разрешается только с использованием защитного колпака. Сам баллон имеет достаточно толстую стенку и особо ничего не боится. Матвеев все детально показал тут:

А вот с вентилем нужно быть осторожным:

2. Повышение температуры газа в баллоне, приводящее к росту давления и разрыву баллона.

Ну тут нужно порядочно погреть баллон, при этом убедиться, что греть вы собрались баллон полный, ибо испытательное давление для баллона на 150 атмосфер равняется 225 атмосфер, соответственно 225 он держит длительное время и без проблем. Об этом ребята много говорили тут:

3. Попадание масла и других жировых веществ во внутреннюю полость вентилей кислородных баллонов.

Тут я согласен полностью, однако стоит развеять один миф. Многие думают, что кислород+масло=бигбадабум! Да, но далеко не всегда. Сколько раз я слышал эту фразу от людей и никто ни разу не упомянул, что для бубуха нужна либо искра (хотя тоже не гарантирует бубух), либо ДАВЛЕНИЕ! Опять же Матвеев все подробно объяснил тут:

Соответственно. Если вы хотите навернуть промасленный редуктор на баллон с кислородом, убедитесь, что вы один и обувь у вас прочно примотана к ногам, ибо искать обувь и ноги отдельно — процесс утомительный. Но если искать ноги неохота, то все кислороднесущие магистрали, работающие под давлением должны быть должным образом ОБЕЗЖИРЕНЫ!!!

Далее идет достаточно важный пункт:

4. Загрязнение баллонов с горючими газами кислородом.

Тут все в принципе ясно, если в закрытом объеме собрать смесь из какой-либо горючки и кислорода, будет следующее:

Железное правило: НЕ ИСПОЛЬЗУЙ БАЛЛОН ДО КОНЦА!

В разных источниках встречал величину минимального неснижаемого давления от 0,5 до 5 атмосфер. На некоторых заморских баллонах даже устанавливаются вентили с клапаном, который предотвращает падение давление ниже минимального.

И правило №2: ИСПОЛЬЗУЙ ЗАЩИТНЫЕ ОБРАТНЫЕ КЛАПАНА! Ну тут все и без комментариев понятно.

В принципе для непрофессиональной эксплуатации и понимания вопроса этого достаточно.

1. Видим баллон, смотрим на цвет, надпись, паспорт. Понимаем, что внутри.

2. Переносим, перевозим без истерики, но осторожно. Стараемся не ронять (я пару раз ронял).

3. Бережем вентиль (я, если что про баллон).

4. Не пытаемся погреть баллон в костре, но если на него попадет небольшое количество искр от болгарки — это не повод начинать биться в истерике.

5. Не даем кислороду контактировать с маслом, но при этом не пытаемся отнести баллон от промасленной ветоши на два километра.

6. Не мешаем горючие газы с кислородом в закрытом объеме.

7. Применяем защитную арматуру.

8. Руководствуемся здравым смыслом!

С большего это все, что я хотел сказать. Если чего забыл — помогайте!

Про кислород:  Водород оптом

С удовольствием подискутирую в комментариях!

За сим у меня все, спасибо, господа, за внимание.

Баянометр ругался на все видео, но они нужны в иллюстративном плане)

До новых, надеюсь скорых, встреч!

Большинство предприятий, постоянно потребляющих кислород, отказались от заправки баллонов в пользу собственного производства. Газ, способный окислять большинство известных химических соединений, используется практически во всех сферах деятельности человека: от металлургии до медицины. Оборудование для его получения различается производительностью, чистотой конечного продукта, а также его давлением на выходе. Чтобы выбрать установку, удовлетворяющую всем технологическим условиям, потребителю приходится разбираться, как работают генераторы кислорода разных типов.

Криогенные установки

В металлургии применяются высокопроизводительные воздухоразделительное оборудование, использующее криогенный метод получения газов. Объемы производства позволяют обеспечить кислородом доменный и конвертерный процессы, заполнить магистрали для стационарных газорезательных установок и ручных резаков, а содержание примесей в конечном продукте не превышает 0,5%.

Технология включает в себя следующие этапы:

При сжатии все компоненты воздуха переходят в жидкое состояние. Во время испарения система управления установки контролирует температуру и давление. Компоненты воздуха имеют различные точки кипения, за счет чего переходят в газообразное состояние пофракционно.

К преимуществам криогенных установок относят возможность получения жидкого азота и аргона, являющихся ценными попутными продуктами. Основной недостаток — высокая энергоемкость, что ограничивает их применение в коммерческих целях.

Мембранные генераторы

Генераторы работают при давлениях до 10 бар. Их работа основана на разнице в скоростях прохождения кислорода и азота через полупроницаемую мембрану из полимерного материала. Установки отличаются малыми габаритами, низким энергопотреблением и нетребовательностью в обслуживании. В состав конечного продукта входит до 45% кислорода, поэтому такие генераторы чаще называют концентраторами. Мембранные установки используются на рыбозаводах, животноводческих комплексах, а также для медицинских и косметологических процедур.

Адсорбционные генераторы

Метод адсорбции позволяет получить технический кислород чистотой 90 — 95%, который можно применять для газопламенной резки, извлечения из руд ценных металлов, а также для других технологических задач.

Основной элемент установки — адсорбер. Он представляет собой емкость, заполненную цеолитом. В адсорбер закачивают воздух, и минерал поглощает азот, а целевой продукт поступает к потребителям. Процесс адсорбции проходит при пульсирующем давлении 3 — 8 атмосфер, после чего оно сбрасывается до атмосферного и проходит фаза регенерации цеолита. Так как работают генераторы кислорода непрерывно, в их состав входит минимум два адсорбера.

Эксплуатация установок не требует применения реагентов. Цеолит полностью регенерируется, и если для сжатия воздуха применяется безмасляный компрессор, может служить бесконечно долго.

Электролизеры

Электролитические генераторы кислорода дают продукт высокой чистоты на выходе. Единственная примесь — влага — полностью удаляется путем вымораживания. Работа генератора основана на разделении воды на кислород и водород под действием постоянного тока. Самые маленькие установки такого типа применяются в лабораториях для исследований и анализов. Максимальная производительность генератора ограничивается мощностью кабельного ввода.

Решился таки на первый пост по кислороду, Может будет интересно?

Откуда берется кислород, который мы встречаем в баллонах? И где он применяется кроме сварки? Попробую как можно проще объяснить его получение, ну а если кому будет интересно тогда и области его применения. Все мы в школе учили физику и где то смутно припоминаем, что при сжимании -тела нагреваются. Ну так вот, это 1-й принцип который лежит в производстве кислорода. Берется простой воздух из атмосферы, состоящий на 1/5 из чистого кислорода и сжимается на компрессоре 1 ступени. Воздушная смесь само собой нагревается где-то да 80С градусов и отправляется  холодильник. Холодильник — это не тот который стоит на кухне, устроен попроще, просто воздух  идет по пучку труб, которые расположены в воде. После того как воздух в холодильнике остынет примерно до 30 С, он попадает на вторую ступень компрессора, где процесс, повторяется, затем 3 ступень, 4 и наконец — 5. Воздух сжат до 200-250 кг/см2, а температура составляет 30 С. В сумме, если грубо мы воздух в холодильниках уже охладили на 200-250 градусов за 5 раз. Затем в специальном аппарате (колонна) этот воздух разряжается до нормального атмосферного давления (многие знают, что любой баллончик с сжатой хренью, дезодорант, репеллент и т.д. если долго, непрерывно прыскать, охлаждается), с понижением температуры ниже -196 градусов и превращается в жидкий воздух. Остается эту жидкость разделить на 2 продукта — кислород и азот (грубо 4/5 от воздуха). Здесь применяется второй принцип, температура кипения кислорода -183 градуса а азота -196. Жидкий воздух льется по тарелкам ректификационной колонны а испарившийся газ азот, бурбулируя в тарелках, прихватывает из жидкости азот и уносится прочь. В итоге вниз колонны в специальную емкость сливается чистый кислород. Оттуда он с помощью насоса, нагретый с подогревателе до нормальной температуры, поступает в баллоны.

Про кислород:  Понятие аллотропии. Аллотропные видоизменения кислорода. Ответ следует начать с определения понятия аллотропии как способности химических элементов существовать в виде нескольких простых веществ (аллотропных

Лучшие посты за сегодня

В атмосферном воздухе кислород занимает 21%. Большая часть его находится в земной коре, пресной воде и живых микроорганизмах. Он применяется во многих сферах промышленности и задействуется для хозяйственных и медицинских потребностей. Востребованность вещества обусловлена химическими и физическими особенностями.

Как добывают кислород в промышленности. 3 метода

Производство кислорода в промышленности осуществляется за счет деления атмосферного воздуха. Для этого задействуются следующие методы:

Производство кислорода в промышленных масштабах несет в себе высокую значимость. К выбору технологии и соответствующего оборудования нужно уделить повышенное вынимание. Допущенные ошибки могут негативно отразиться на технологичном процессе и повлечь за забой увеличение затрат.

Технические особенности оборудования для получения кислорода в промышленности

Наладить процесс получения кислорода в газообразном состоянии помогают генераторы промышленного типа «ОКСИМАТ». Их технические характеристики и конструктивные особенности направлены на получение данного вещества в промышленности необходимой чистоты и требуемом количестве на протяжении суток (без перерыва). Следует учесть, что работать оборудование может в любом режиме как с остановками, так и без них. Агрегат функционирует под давлением. На входе должен быть осушенный воздух в сжатом состоянии очищенный от влаги. Предусматриваются модели малой, средней и большой производительности.

Еще со школьного курса химии известно, какой элемент является самым распространенным на нашей планете. Поэтому неудивительно, что кислород технический имеет широкое применение во многих сферах жизнедеятельности. В частности, некоторые технологические операции, которые связанны с металлообработкой, осуществляются при непосредственном участии этого газа.

Общие сведения

Химический элемент O (лат. Oxygenium (Оксиген)) входит в состав большого количества соединений. Его массовая составляющая в земле равняется 50%, в воде – 86%, в воздухе – 23%. В нормальных условиях – это газообразное вещество, не обладающее цветом и запахом, а также активно поддерживающее горение. При температуре -182,97°C и нормальном атмосферном давлении технический кислород переходит в жидкую фазу, а при -218,4°C кристаллизуется. При этом масса 1 л жидкости составляет 1,13 кг.

Поскольку оксиген обладает высокой химической активностью, он легко входит в реакцию практически со всеми элементами. Исключение составляют лишь инертные вещества. Например, аргон, широко применяемый в сварочном процессе, о котором можно прочитать в статье: газ аргон – химические свойства и сфера применения.

Как получают кислород для баллонов

Кислород является самым распространенным элементом на планете

Способы производства

Существует два основных метода получения чистого O2:

«Воздушный» метод считается наиболее выгодным. Чтобы получить кислород технический в объеме 1 м³ данным способом, расходуется порядка 0,5-1,5 кВт/ч электричества. Тогда как для электролиза требуется 10-20 кВт/ч.

Как получают кислород для баллонов

На рисунке изображен «воздушный» способ получения

Хранение, транспортировка и меры предосторожности

Для хранения и перевозки O2 используются баллоны, имеющие голубой окрас и характерную надпись черного цвета. Вентиль изготавливается из латуни и снабжен правой резьбой. При этом арматура должна постоянно проверяться на исправность и герметичность. Хранится подобная тара в специально оборудованных складских помещениях или на открытом воздухе под навесом, который осуществляет защиту от солнечных лучей и осадков.

Перевозить кислородные баллоны необходимо на рессорном транспорте или автокарах, соблюдая горизонтальное положение. Хотя в некоторых случаях допускается вертикальное положение при перевозке, но только при наличии специального приспособления, которое исключает любые удары и падения.

В процессе эксплуатации во избежание опасных ситуаций следует придерживаться следующих мер безопасности:

Как получают кислород для баллонов

Так точно нельзя обращаться с баллонами, заправленными газом

Кислород технический для газопламенной обработки металла

Это важнейший элемент для сварочного процесса и резки металлических изделий. При его сжигании образуется пламя, которое может достигать 3000°C, что позволяет осуществлять сварку многих металлов. Для газопламенной обработки кислородное содержание газа должно быть не менее 99,2-99,5%. При более низкой чистоте уменьшается качество обработки и увеличивается расход. Хотя для нетребовательных видов сварки можно использовать концентрацию в пределах 92-98%.

Во время сварочных операций и резки газ подается из баллонов, специализированных установок или автономных станций. При больших объемах его целесообразнее и безопаснее хранить в жидком состоянии. Однако, в таком случае придется дополнительно использовать газификационные установки, реализующие переход жидкой фазы в паровую.

Как получают кислород для баллонов

Так выглядит металл, который подвергается резке с использованием кислорода

При испарении 1 л O2 образуется 860 дм³ газа. Для сравнения, при испарении такого же количества углекислоты образуется 506 дм³ газа. Кстати, об особенностях эксплуатации CO2 можно прочитать в статье: углекислота: где заправить – вопрос не праздный.

Другое применение в промышленной сфере

Газопламенная обработка – это не единственное сфера использования О2 в металлургической промышленности. Он используется как вспомогательный газ для лазерной и плазменной резки, добавляется в незначительных количествах в защитные смеси для повышения производительности и уменьшения пористости сварочного шва, применяется для резки копьем и др.

Информацию по другим техническим газам вы найдете в этом разделе нашего блога.

Заправить кислородные баллоны можно в компании «Промтехгаз». После заказа, вам своевременно доставят заправленные сосуды, обменяв их на пустую тару.

Оцените статью
Кислород