Повітря - джерело кисню для окисно-відновних реакцій

У багатьох процесах (теплоенергетика, хімічна промисловість, металургія та ін.) є велика потреба в кисні. Отримання тепла в котельнях, добування сульфатної й нітратної кислот, виплавка сталі, двигуни внутрішнього згорання та багато інших технологіч­них процесів потребують в якості сировини кисень.

На практиці використовується повітря, яке після вилучення не­обхідних компонентів, викидається в атмосферу. Для прикладу приведемо схему використання повітря у виробництві сульфатної кислоти (рис.ІП-4).

Рис.ІІІ-4. Схема використання повітря у виробництві сульфатної кислоти

1. Піч для спалювання сульфуровмісної сировини;

2. Промивне відділення;

3. Контактний апарат;

4. Абсорбційне відділення.

Повітря подається в печі де спалюється сульфуровмісна сиро­вина (сірка, сірчаний колчедан). Тут за участю кисню утворюється ЗО₂. Суміш повітря із продуктами горіння сировини поступає в промивне відділення, де очищається від домішок і поступає в кон­тактний апарат в якому за участю каталізатора сульфур діоксид реагує з киснем повітря й утворює сульфур триоксид. Газова суміш поступає в абсорбційне відділення, де триоксид абсорбується з утворенням сульфатної кислоти. Газ, що являє собою повітря з невикористаним киснем і частково з технологічними продуктами викидається в атмосферу.

У таких технологічних системах повітря використовується, як джерело кисню, і як транспорт технологічних потоків.

Повітря, як сушильний агент

Видалення вологи з продукції чи напівфабрикатів є необхідною умовою одержання високоякісних матеріалів. При висушуванні твердого матеріалу одночасно проходять два процеси: передача тепла для випаровування рідини й перенос пари води з середини тіла і його поверхні в оточуюче середовище. Часто для цього вико­ристовують конвекційну сушку - шляхом безпосереднього контакту матеріалу, що висушується з нагрітим повітрям. Це можливо, лише тоді, якщо матеріал не зазнає хімічних змін при контакті з повітрям. Процеси сушки залежать від: температури й вологості повітря, швидкості потоку повітря, ступені подрібнення матеріалу. Вибір конструкції сушильного обладнання й параметрів сушки залежить від природи матеріалу, його вологості. Досить ефективною є сушка в «киплячому шарі». У цьому випадку підбирається така швидкість нагрітого повітря, що частинки твердого матеріалу, що піддаються сушці, під дією потоку повітря піднімаються, але не виносяться з апарату, а залишаються в завислому стані. Тоді досягається великий контакт нагрітого повітря з поверхнею частинок, що підвищує продуктивність сушки. Повітря насичується вологою, охолоджуєть­ся і, після відділення захопленого потоком матеріалу, викидається в атмосферу. Відпрацьоване повітря має підвищену вологість і част­ково частинки матеріалу, що піддавався сушці.

Повітря, як холодагент для процесів охолодження

У технологічних процесах часто необхідно охолоджувати тех­нологічні потоки газу, рідини чи твердих матеріалів. Для цього можна використовувати повітря. Здійснити охолодження можна прямим контактом холодного повітря з матеріалом (аналогія з суш­кою), або непрямим контактом через розділяючу поверхню. Агрега­ти, де охолоджують матеріали називають холодильниками. Типовий повітряний холодильник складається з горозинтальних секцій, ореб-рених зовні, труб, вентилятора, нагнітальних камер. Матеріали (газ, рідина), які необхідно охолодити подаються по трубах. Холодне повіт­ря вентилятором нагнітається в камеру. Повітря контактує з гарячою поверхнею труб, охолоджуючи їх і матеріал у трубі. Для збільшення площі контакту і теплопередачі труби ребрують із використанням матеріалів з високою теплопровідністю (наприклад, алюмінію).

Використовується повітря й для охолодження транспортних двигунів. Наприклад, охолодження двигуна мотоцикла чи автомобі­ля з двигуном із повітряним охолодженням проводиться зустрічним потоком повітря, що контактує з ребристою зовнішньою поверхнею двигуна, охолоджуючи його. Автотранспорт, що має водяне охоло­дження, також не обходиться без повітря. Для охолодження анти­фризу, змазуючого мастила використовують повітря. Холодильники для цих цілей називають радіаторами.