Elementar azot ishlab chiqarish texnologiyasi

SOVUQLIKNI OLISHNING NAZARIY ASOSLARI
Havoni ajratish jarayonida qo'llanadigan sovuqlikni uch xilga bo'lish mumkin:

a) O‘rtacha sovuqlik - bunda temperatura 228 К gacha bo'lishi mumkin;

b) mo‘tadil sovuqlik - bunda temperatura 228 К dan 173 К gacha bo'lishi mumkin;

d) chuqur sovuqlik - bunda temperatura 173 К dan pastroq, ya’ni nоl К gacha bo'lishi mumkin.

Dunyodagi eng past temperatura 0 К ga teng bo‘lib, buni texnik adabiyotlarda Kelvinning nol gradusi deb ham yuritiladi.

Texnikada 120 К dan past temperaturani kriogen texnika deb qabul qilingan.

Bizning nazarimizda sovuqlik olishning 2 turi bo'lishi mumkin:

a) kimyoviy tur; b) fizikaviy tur.

Kimyoviy turga barcha endotermik reaksiyalarni, ya’ni issiqlikni yutish usuli bilan ketadigan barcha kimyoviy reaksiyalarni misol qilib ko'rsatish mumkin.

Ammo, bu turni havoni ajratish jarayonida qo'llab bo'lmaydi, chunki: 1) kimyoviy tur bilan o'rtacha sovuqlik hosil qilish mumkin, xolos; 2) bu tur texnologik jihatdan soddaroq bo'lgani bilan, iqtisodiy jihatdan samarasi ancha pastdir. Fizik tur bo'yicha sovuqlik olish bir necha usullarga bo'linishi mumkin.

1-usul bu - suyuq moddalarni bug'latish usuli. Bu usulda shuni ta’kidlash lozimki, suyuqlik modda sifatida qanday modda ishlatilishiga va bug'latish sharoitiga qarab o'rtacha sovuqlik (suyuq ammiak va hokazolar), mo'tadil sovuqlik va chuqur sovuqliklar (suyuq havo, suyuq kislorod, suyuq azot va hokazolar) hosil qilish mumkin.

Ammo, suyuq havo, kislorod va azot ishlab chiqarish uchun avvalambor chuqur sovuqlik kerak. Shunday qilib, bug'latish usulini chuqur sovuqlik olish uchun ishlatish mantiqqa to'g'ri kelmaydi, chunki har qanday jarayonda bo'lgani kabi bug'latish usulida ham amaliyotda bir qism sovuqlik atrof muhitga doimo yo'qolib turadi; bu yo'qolishni to'ldirib turish uchun esa chuqur sovuqlik olishning boshqa usullaridan foydalanmoqlik kerak.

2-usul bu - siqilgan havoni drossellash, ya’ni izoentalp kengaytirish usuli va 3-usul - bu siqilgan havoni izoentrop kengaytirish usuli.

Amaliyotda hozirgi kunda bu ikkinchi va uchinchi usul, uning har xil variantlari chuqur sovuqlik olish uchun keng qo'llanmoqda.

Nazariyotda barcha gazlar ikki xildan, ya’ni ideal va real gazlardan iboratdir, deb qabul qilingan.

Ideal gaz deb, shunday xayoliy gazga aytiladiki, uning atom va molekulalari o'zaro tortish va itarish kuchlariga hamda o'zining xususiy hajmiga ega bo'lmagan gazga aytiladi.

Real gaz deb, aksincha, atom va molekulalari orasida ma’lum bir itarish va tortish kuchiga hamda o'zining xususiy hajmiga ega bo'lgan, tabiatda haqiqiy mavjud bo'lgan gazga aytiladi.

Ideal gazlar quyidagi qonunlarga bo’ysunadilar:

1).1662-yilda Boyl va 1672-yilda Mariott tomonidan bir-biridan bexabar holda kashf etilgan qonun temperatura doimiyligida, ya’ni T = const bo’lganda, matematik jihatdan quyidagi tenglama bilan ifoda etilgan

P₁∙V1 = P₂∙V₂ (3.2)
2).1787-yilda kashf etilgan Shari qonuni, bosim doimiy, ya’ni P = const bo’lganda, quyidagi tenglama bilan ifoda etilgan:

_{ } (3.3)

3).1802-yilda kashf etilgan Gey-Lyussak qonuni, hajm doimiy­ligida, ya’ni V = const bo’lganda, quyidagicha ifoda qilingan:
_{ } (3.4)

Bu tenglamalarda: t, T - temperatura, mos ravishda °C va К o'lchamlarda, V₁, P₁, lar ideal gazning boshlang’ich holatdagi, V₂, P₂, lar esa, ideal gazning ikkinchi holatdagi hajmi va bosimidir, mos ravishda l/mol yoki m³ va mm simob ustuni yoki MPa o'lchamlarda.