This post is also available in: English
مطلب اکسیژن مایع را به صورت صوتی بشنوید
خواص فیزیکی اکسیژن مایع
| نقطه ذوب و جوش | اکسیژن در دمای 0 درجه سلسیوس به حالت گاز تبدیل میشود، در حالی که در دمای -183 درجه سلسیوس به حالت مایع درمی‌آید. این دمای پایین برای بسیاری از فرآیندهای صنعتی و پزشکی حائز اهمیت است. |
| چگالی | در حالت مایع، چگالی این گاز معمولاً حدود 1.14 گرم بر میلی‌لیتر است، که نشان‌دهنده تراکم بالاتر نسبت به حالت گازی آن می‌باشد. به همین دلیل، برای ذخیره‌سازی و حمل و نقل، فضای کمتری مورد نیاز است. |
| ظاهر | در حالت مایع، این گاز به رنگ آبی روشن دیده میشود. این رنگ به دلیل خاصیت جذب طول موج‌های خاص نور توسط مولکول‌های آن است. در دما و فشار معمولی، اکسیژن به‌طور طبیعی به حالت بی‌رنگ و بی‌بو درمی‌آید. |
| حالت فیزیکی و فشار بخار | در دماهای پایین، این گاز به صورت مایع باقی می‌ماند، اما با افزایش دما، فشار بخار آن بالا رفته و به حالت گاز تبدیل میشود. فشار بخار باید در مخازن ذخیره‌سازی به دقت کنترل شود تا از تبخیر ناخواسته جلوگیری گردد. |
خواص شیمیایی اکسیژن مایع
| اکسیدکنندگی قوی | این گاز یکی از قوی‌ترین عوامل اکسیدکننده به شمار می‌آید. می‌تواند با مواد سوختی به شدت واکنش نشان دهد و باعث شعله‌ور شدن آن‌ها شود. این ویژگی برای صنایع مختلف، از جمله هوافضا، بسیار حائز اهمیت است. |
| واکنش با مواد قابل اشتعال | هنگامی که اکسیژن در حالت مایع با مواد قابل اشتعال مانند هیدروکربن‌ها، فلزات و مواد ارگانیک تماس پیدا کند، ممکن است موجب احتراق شدید یا حتی انفجار شود. برای مثال، در فرآیندهای شیمیایی صنعتی، این گاز می‌تواند برای تولید مواد خاص با واکنش‌های گرمازا به کار رود. |
| واکنش با فلزات | این گاز می‌تواند با فلزاتی مانند آهن، آلومینیوم و مس واکنش دهد. این واکنش‌ها معمولاً به‌صورت اکسیداسیون فلزات رخ می‌دهند و در فرآیندهای صنعتی نظیر تولید فولاد و ساخت موشک‌ها اهمیت بالایی دارند. |
خرید و فروش اکسیژن مایع
اکسیژن در حالت مایع از طریق شرکت‌های تولیدکننده گازهای صنعتی و تأمین‌کنندگان گازهای پزشکی قابل تهیه است. این شرکت‌ها علاوه بر تولید اکسیژن مایع، گازهای دیگری همچون نیتروژن، آرگون و هیدروژن را نیز تأمین می‌کنند.
در برخی صنایع مانند داروسازی یا بخش‌های خاص پزشکی، نیاز به گاز با خلوص بالا وجود دارد. برای اطمینان از کیفیت، این گاز باید دارای حداقل 99.5% خلوص باشد. آزمایش‌های دقیق برای تأیید عدم وجود آلودگی‌ها و ناخالصی‌ها انجام میشود.
برای خرید، مشتریان باید به تأمین‌کنندگان معتبر و شناخته‌شده مراجعه کنند. در این فرآیند، مشخصات گاز، میزان خلوص، حجم و شرایط حمل و نقل از اهمیت بالایی برخوردار است. این گاز معمولاً به‌صورت ماهیانه یا سالانه خریداری میشود.
کاربرد اکسیژن مایع:
- صنایع پزشکی: اکسیژن به حالت مایع در بیمارستان‌ها و مراکز درمانی برای تأمین اکسیژن بیماران مبتلا به بیماری‌های تنفسی یا افرادی که نیاز به اکسیژن‌درمانی دارند، استفاده میشود. یکی از اصلی‌ترین کاربردها در این بخش برای بیماران مبتلا به بیماری‌های ریوی مانند COPD و آسم است.
- صنایع هوافضا: در صنایع هوافضا، اکسیژن در فرم مایع به‌عنوان یک عامل اکسیدکننده در موتورهای راکت استفاده میشود. این گاز به دلیل چگالی بالا در مقایسه با گاز اکسیژن معمولی، در سفرهای فضایی و در راکت‌های بلندپرواز استفاده میشود.
- صنایع شیمیایی و فولاد: اکسیژن به حالت مایع در تولید مواد شیمیایی و همچنین فرآیندهای تولید فولاد به‌عنوان ماده اولیه برای اکسیداسیون استفاده میشود. این گاز باعث تسریع فرآیندهای کربن‌زدایی و ذوب فلزات میشود.
- صنایع انرژی: در برخی از نیروگاه‌های انرژی، از اکسیژن در فرم مایع برای افزایش بهره‌وری فرآیندهای احتراق استفاده میشود. این عمل باعث تولید دمای بسیار بالا و کارآیی بیشتر در تولید برق میشود.
مخازن اکسیژن مایع
مخزن اکسیژن به حالت مایع یک دستگاه ذخیره‌سازی است که برای نگهداری اکسیژن در حالت مایع طراحی شده است. به دلیل دمای بسیار پایین اکسیژن مایع، مخازن باید دارای ویژگی‌های خاصی باشند تا بتوانند این دما را حفظ کنند.
- طراحی مخزن: این مخازن معمولاً از فولاد ضدزنگ، آلومینیوم یا آلیاژهای خاص ساخته می‌شوند. برای حفظ دمای پایین اکسیژن، این مخازن معمولاً از عایق‌های مخصوص، مانند فوم‌های پلی‌اورتان یا لایه‌های خلا، استفاده می‌کنند.
- مخازن تحت فشار: مخازن اکسیژن در فرم مایع باید فشار بالای داخلی خود را تحمل کنند. فشار در این مخازن معمولاً 10 تا 15 بار است. این فشار برای جلوگیری از تبدیل اکسیژن مایع به گاز استفاده میشود.
- انواع مخازن: مخازن این گاز می‌توانند به‌صورت ایستاده یا خوابیده طراحی شوند. مخازن ایستاده بیشتر برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت و مخازن خوابیده برای حمل و نقل استفاده می‌شوند.
مراحل تولید اکسیژن مایع در صنعت
تولید اکسیژن مایع در مقیاس صنعتی با استفاده از فرآیند تقطیر جزء به جزء هوای مایع (Cryogenic Air Separation) انجام میشود. این روش یکی از پیشرفته‌ترین و خالص‌ترین روش‌های جداسازی گازهای صنعتی از هواست.
1. جمع‌آوری و پیش‌تصفیه هوا (Air Intake & Filtration)
در این مرحله، هوای محیط با استفاده از کمپرسورهای صنعتی مکیده میشود. سپس گردوغبار، ذرات معلق، بخار آب و دی‌اکسید کربن از هوا حذف می‌شوند تا از یخزدگی در مراحل بعدی جلوگیری شود.
هدف: محافظت از تجهیزات کرایوژنیک و افزایش خلوص گاز نهایی
2. فشرده‌سازی هوا (Compression)
هوای تمیز با استفاده از کمپرسورهای فشار قوی، تا فشار حدود 6 تا 10 بار فشرده میشود. این عمل باعث افزایش چگالی هوا برای فرایند سردسازی میشود.
3. خنک‌سازی و مایع‌سازی هوا (Cooling & Liquefaction)
هوا به مبدل‌های حرارتی چندمرحله‌ای وارد شده و به‌تدریج تا دمای زیر صفر (حدود -200°C) سرد میشود. در این دما، هوا به حالت مایع درمی‌آید. سپس وارد برج تقطیر میشود.
4. تقطیر جزء به جزء (Fractional Distillation)
در برج تقطیر، گازهای تشکیل‌دهنده هوا به دلیل تفاوت در نقطه جوش از هم جدا می‌شوند:
| گاز | نقطه جوش (°C) |
|---|---|
| نیتروژن | -196 |
| آرگون | -186 |
| اکسیژن | -183 |
اکسیژن مایع در دمای پایین‌تر از آرگون و بالاتر از نیتروژن تقطیر شده و از پایین برج جمع‌آوری میشود.
5. ذخیره‌سازی و انتقال
اکسیژن مایع در مخازن تحت فشار (تانک‌های کرایوژنیک) ذخیره و برای انتقال به بیمارستان‌ها، صنایع فولاد، هوافضا و… آماده میشود.
نکات ایمنی در تولید اکسیژن مایع
- اکسیژن یک عامل اکسیدکننده قوی است؛ در نتیجه تماس آن با روغن یا چربی می‌تواند باعث انفجار شود.
- تجهیزات و لوله‌ها باید کاملاً خشک و تمیز باشند.
- استفاده از فشارسنج، شیر اطمینان، و سیستم هشدار ضروری است.
چرا روش کرایوژنیک بهترین روش تولید اکسیژن مایع است؟
✅ خلوص بالا تا 99.5%
✅ قابلیت تولید هم‌زمان نیتروژن و آرگون
✅ مناسب برای مصارف پزشکی، صنعتی و تحقیقاتی
✅ پایداری و دقت در دما و فشار خروجی
مشخصات مخزن اکسیژن مایع
- ظرفیت مخزن: بسته به نیاز، مخازن اکسیژن مایع می‌توانند ظرفیت‌های مختلفی داشته باشند. برای مثال، مخازن خانگی ممکن است تنها چند لیتر باشند، در حالی که مخازن صنعتی می‌توانند ظرفیت‌هایی از 100 لیتر تا 50000 لیتر داشته باشند.
- مقاومت به فشار: در فرآیند ذخیره‌سازی اکسیژن در فرم مایع، فشار بالا یک نیاز حیاتی است. مخازن باید برای تحمل فشارهای داخلی و برودت بسیار بالا طراحی شوند.
- عایق حرارتی: عایق‌بندی حرارتی مهم‌ترین ویژگی این مخازن است. این عایق‌ها از هدررفت انرژی و تبدیل گاز اکسیژن در حالت مایع به گاز جلوگیری می‌کنند. استفاده از عایق‌های خلا و فوم‌های عایق ویژه برای کاهش تماس حرارتی در این مخازن ضروری است.
تولید و حمل مخزن اکسیژن مایع
تولید مخازن اکسیژن مایع:
- ساخت و طراحی: فرآیند طراحی و تولید مخازن این گاز شامل محاسبات دقیق برای فشار، دما، و حجم است. این مخازن معمولاً در کارخانه‌های بزرگ تولید گازهای صنعتی ساخته می‌شوند که از تجهیزات خاص برای جوشکاری و تست فشار استفاده می‌کنند.
حمل و نقل مخازن:
- حمل با تانکرهای ویژه: تانکرهای حمل اکسیژن مایع باید مجهز به سیستم‌های سرمایشی و عایق باشند. این تانکرها معمولاً از مواد مقاوم به حرارت ساخته می‌شوند تا دمای پایین گاز را در طول سفر حفظ کنند.
- احتیاط‌های ایمنی: حمل گاز اکسیژن در حالت مایع باید با رعایت نکات ایمنی خاصی انجام شود. هنگام حمل این گاز، خطراتی همچون انفجار و اشتعال وجود دارد. به همین دلیل، نیاز به رعایت دما و فشار صحیح و همچنین استفاده از تجهیزات ایمنی مانند شیرهای تخلیه فشار، نازل‌های مقاوم به حرارت و سامانه‌های پایش دمای گاز ضروری است.
نکات ایمنی در کار با اکسیژن مایع
اگر قصد خرید یا استفاده از اکسیژن مایع را از یک مجموعه یا شرکت خاص و معتبر دارید ، بهتر هست بدانید که اکسیژن مایع کاملا غیر سمی است. در اینجا دو نکته وجود دارد که باید از خطرات دما و تبخیر آگاه باشید:
این گاز در 297.3- درجه فارنهایت می جوشد و بسیار سرد است. سطوح سرد موجود بر روی سیستم های این گاز مانند دریچه ها، خطوط یا کوپلینگ ها، در صورت اجازه تماس با پوست یا لباس های غیر محافظ، می توانند باعث سرمازدگی شدید یا سوختگی های برودتی شوند. پوست در دماهای برودتی به سطوح سرد می چسبد و باعث آسیب بیشتر می شود.
یک حجم این گاز در فشار استاندارد اتمسفر وقتی گرم می شود به طور قابل توجهی منبسط می شود و وقتی تبخیر می شود تقریباً 860 حجم اکسیژن گازی در دمای محیط تولید می کند. حجم زیادی از اکسیژن گازی حاصل از تبخیر اکسیژن مایع، اگر در مدار بسته ای محبوس شود ، این پتانسیل را دارد که فشار گاز بالا به اندازه کافی ایجاد کند که باعث پارگی انفجاری ظروف، خطوط انتقال، و لوله ها شود. انتقال (همچنین به عنوان پر کردن) اکسیژن مایع از یک ظرف به ظرف دیگر چندین خطر بالقوه دارد که شامل موارد زیر است:
- خواص اکسید کننده قوی اکسیژن،·
- دمای بسیار سرد مایع و بخار (به عنوان سیال برودتی طبقه بندی می شود) و پتانسیل تولید فشار فرآیندهای تبخیر و/یا انبساط مایع.
در اتمسفر غنی شده با اکسیژن، موادی که در هوا قابل احتراق و اشتعال هستند، راحت تر مشتعل می شوند، با شدت بیشتری می سوزند و در هنگام سوختن دمای بالاتری تولید می کنند. موادی که معمولاً قابل احتراق در نظر گرفته نمی شوند ممکن است در یک جو غنی شده با اکسیژن دچار احتراق گردند. نمونه‌هایی از این نوع مواد که ممکن است روی یا نزدیک بیماران و ساکنان در مراکز درمانی یافت شوند، که می‌توان به مواردی چون: روغن‌های مو، روان‌کننده‌های مبتنی بر روغن، لوسیون‌های پوست، دستمال‌های صورت، لباس‌ها، ملحفه‌ها، الکل‌ها، استون و برخی پلاستیک‌ها ، صندلی چرخدار برقی، تیغ برقی، کنترل تخت برقی، سشوار، کنترل تلویزیون از راه دور، دستگاه های تلویزیون، تجهیزات رادیویی و استریو، کامپیوتر، تهویه مطبوع، گوشی تلفن و فن ها و… اشاره نمود. به عنوان مثال، مواد جاذب مانند لباس یا رختخواب ممکن است در معرض اکسیژن یا فضای غنی شده با اکسیژن با اکسیژن اشباع شده و در حضور منبع اشتعال به راحتی مشتعل شوند.
همچنین اگر تجهیزات اکسیژن با روغن یا گریس آلوده شود، ممکن است خطر آتش سوزی وجود داشته باشد. بسیار حائز اهمیت است که این گاز را از منابع اشتعال جدا نگه دارید.لازم به ذکر است از موارد ضروری رعایت ایمنی، عدم استعمال سیگار در محل استفاده از اکسیژن مایع است. زیرا می‌تواند مشکلات و خطرات عدیده مانند احتراق و انفجار را به وجود بیاورد. همانطور که اگاهید، هوا جو حاوی 21٪ اکسیژن است که اساسا این اکسیژن غیرسمی است. مطابق با ازمایشات مشاهده شده افرادی که در معرض غلظت بالای اکسیژن هستند (تا 50% به مدت 24 ساعت یا 80% اکسیژن برای بیش از 12 ساعت) این افزایش غلظت می تواند باعث تحریک دستگاه تنفسی شود .هنگام استنشاق اکسیژن خالص در فشارهای بیشتر از 2 یا 3 اتمسفر ، یک مشخصه عصبی قابل مشاهده است. از نشانه ها و علائم بروز این آسیب ها می توان به : حالت تهوع، سرگیجه، استفراغ، خستگی، سبکی سر، تغییرات خلقی، سرخوشی، سردرگمی، عدم هماهنگی، انقباض عضلانی، احساس سوزش یا سوزن سوزن شدن (به خصوص انگشتان دست و پا)، و از دست دادن هوشیاری و… اشاره نمود.
نیاز به اکسیژن مایع با خلوص بالا دارید؟
برای مشاوره تخصصی و استعلام قیمت، همین حالا با کارشناسان ما تماس بگیرید.
