Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Системы технологий (учебник)Tretye_izd.doc
Скачиваний:
83
Добавлен:
18.02.2016
Размер:
6.06 Mб
Скачать

1.5.7. Повітря у технологічних процесах

Поряд із природною водою широко використовується і повітря в різноманітних технологічних процесах.

Насамперед повітря витрачається в енергетичних агрегатах під час горіння органічних енергоносіїв (вугілля, газу, мазуту, бензину) – на теплових електростанціях і у двигунах внутрішнього згорання. Великі об’єми повітря використовують у металургії: на виробництво 1т сталі його витрачають біля 15 · 103 м3 ; на 1т міді – приблизно 60 · 103 м3. Повітря широко використовується для транспортування матеріалів (пневмотранспорт), для теплопередачі й охолодження технологічних об’єктів, як робоче тепло в пневматичних системах. Деякі фізичні харак­теристики атмосферного повітря: щільність – 1,293 кг/м3; середня молярна маса (умовно) – 29; критична температура – 140,7°С, критичний тиск – 3,72 МПа.

Істотну роль у промисловості грають окремі складові повітря, характеристики яких наведені в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Склад повітря і його властивості

Складові

Вміст, %

Густина, кг/м³

Температура

кипіння, ºС

Молекулярна

маса, а.о.м.

за об’ємом

за

масою

Азот (N2)

78,15

75,6

1,25

–195

28

Кисень (О2)

20,9

23,1

1,43

–183

16

Аргон (Ar)

0,9

1,3

1,78

–196

40

Діоксид

вуглецю (СО2)

0,03

0,04

1,96

– 78

44

Гелій (Не)

1∙10‾3

7∙10‾4

Неон (Nе)

Криптон (Kr)

Ксенон (Хе)

Озон (О3)

1∙10‾6

3∙10‾6

2,1

48

Водень (Н2)

5∙10‾5

0,09

–253

2

Радон (Rn)

6∙10‾18

222

Вміст водяної пари в повітрі коливається від долей відсотка до декількох відсотків і залежить від місцевих умов і температури. Визначеній температурі і тиску відповідає конкретне утримання водяної пари в повітрі. Відношення абсолютної вологості повітря до максимально можливої, виражене у відсотках, називається відносною вологістю по­вітря.

Горіння в чистому кисні відбувається швидше, ніж у повітрі, і тепло не втрачається на нагрівання азоту повітря. Цей ефект використовується для одержання високих температур до (3200ºС) при спалюванні (ацетилена, водню) у спеціальних пальниках, якими зварюють і розрізають метали.

Кисень інтенсифікує хімічні процеси багатьох виробництв. У доменному процесі при збагаченні киснем дуття підвищується продук­тивність плавки, у виробництві сірчаної й азотної кислот, у процесі полімеризації этилену. Суміш зрідженого кисню з органічною речовиною (вугіллям, деревиною) має сильні вибухові властивості, тому застосовується в гірничодобувній технології для вибухових робіт.

На противагу кисню, другий компонент повітря – молекулярний азот – хімічно малоактивний газ. Атмосферний азот у великих кількостях застосовується як вихідна речовина для синтезу аміаку і деяких з’єднань, а також як інертне середовище.

Аргон широко застосовується як інертний газ у спецметалургії, зварюванні, як робоче тіло в плазмотронах. Важливе значення для нових технологій мають й інші інертні гази.