This post is also available in: Persian English
Սեղմեք դիտելու համար․ հեղուկ թթվածնի մոլեկուլային կառուցվածքը
Հեղուկ թթվածնի ֆիզիկական հատկությունները
Եռման և հալման ջերմաստիճան | Թթվածինը գազի է վերածվում 0 °C-ում, մինչդեռ այն հեղուկանում է −183 °C-ում։ Այս ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճանը կարևոր է բազմաթիվ արդյունաբերական և բժշկական գործընթացների համար |
Խտություն | Հեղուկ վիճակում թթվածնի սովորական խտությունը մոտ 1.14 գ/մլ է, ինչը ավելի բարձր է, քան գազային վիճակում։ Սա թույլ է տալիս ավելի կոմպակտ պահեստավորում և հեշտ տեղափոխում |
Դրսևորում | Հեղուկ թթվածինը վառ կապույտ է թվում՝ իր որոշ ալիքների լույս կլանելու հատուկ ունակության պատճառով։ Սովորական պայմաններում թթվածինը անգույն և անհոտ է |
Ֆիզիկական վիճակ և գոլորշու ճնշում | Կրիոգեն ջերմաստիճաններում թթվածինը մնում է հեղուկ վիճակում։ Ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում նրա գոլորշու ճնշումը մեծանում է և այն վերածվում է գազի։ Պահեստավորման բաքերում գոլորշու ճնշումը պետք է ճշգրիտ վերահսկվի՝ անցանկալի գոլորշիացումը կանխելու համար |
Հեղուկ թթվածնի քիմիական հատկությունները
Ուժեղ օքսիդացնող նյութ | Հեղուկ թթվածինը օքսիդացնող ամենահզոր նյութերից մեկն է։ Այն կարող է բուռն արձագանքել այրվող նյութերի հետ և առաջացնել դրանց արագ բռնկում։ Այս հատկությունը չափազանց կարևոր է տարբեր ոլորտներում, այդ թվում՝ ավիատիեզերական արդյունաբերությունում և շարժիչային համակարգերում |
Ռեակցիոնություն այրվող նյութերի հետ | Երբ հեղուկ թթվածինը շփվում է այրվող նյութերի հետ՝ օրինակ ածխաջրածինների, որոշ մետաղների կամ օրգանական միացությունների, կարող է առաջացնել ինտենսիվ այրում կամ նույնիսկ պայթյուն։ Արդյունաբերական քիմիական գործընթացներում հեղուկ թթվածինը հաճախ օգտագործվում է հատուկ նյութերի հետ բարձր էքզոթերմիկ ռեակցիաներ նախաձեռնելու համար |
Ռեակցիա մետաղների հետ | Հեղուկ թթվածինը ռեակցիայի մեջ է մտնում այնպիսի մետաղների հետ, ինչպիսիք են երկաթը, ալյումինը և պղինձը։ Այս ռեակցիաները հաճախ ներառում են օքսիդացում և կարող են ուղեկցվել գազի արտազատմամբ։ Այս հատկությունը կարևոր է մետալուրգիական արդյունաբերության մեջ, օրինակ՝ պողպատի արտադրության և առաջադեմ համաձուլվածքների պատրաստման ժամանակ |
Հեղուկ թթվածնի մատակարարում և ձեռքբերում
Հեղուկ թթվածինը (LOX) հասանելի է արդյունաբերական գազերի արտադրողների և բժշկական գազերի մատակարարների միջոցով։ Բացի հեղուկ թթվածնից, այս մատակարարները սովորաբար առաջարկում են նաև այլ գազերի լայն տեսականի, ինչպիսիք են ազոտը, արգոնը և ջրածինը
Որոշ ոլորտներում, հատկապես դեղագործության և առաջադեմ բժշկական կիրառությունների մեջ, պահանջվում է բարձր մաքրության թթվածին։ Որակի և արդյունավետության ապահովման համար հեղուկ թթվածինը պետք է ունենա առնվազն 99.5% մաքրություն, որը հաստատվում է խիստ փորձարկումների միջոցով՝ աղտոտիչներն ու խառնուրդները վերացնելու համար
LOX գնելիս հաճախորդները պետք է դիմեն հեղինակավոր և սերտիֆիկացված մատակարարների։ Գնման հիմնական չափանիշներն են գազի տեխնիկական բնութագրերը, պահանջվող մաքրության աստիճանը, պահեստավորման ծավալը և փոխադրման պայմանները։ Շատ դեպքերում հեղուկ թթվածինը ձեռք է բերվում ամսական կամ տարեկան պայմանագրերով՝ կախված հաճախորդի գործառնական կարիքներից
Հեղուկ թթվածնի կիրառությունները
- Բժշկական կիրառություն:
Հեղուկ թթվածինը լայնորեն օգտագործվում է հիվանդանոցներում և առողջապահական հաստատություններում՝ շնչառական խանգարումներ ունեցող հիվանդներին թթվածնային թերապիա ապահովելու համար։ Այն կարևոր դեր է խաղում այնպիսի հիվանդությունների բուժման մեջ, ինչպիսիք են COPD-ը (քրոնիկ օբստրուկտիվ թոքային հիվանդություն) և ասթման՝ ապահովելով կայուն և մաքուր թթվածնի մատակարարում կրիտիկական խնամքի միջավայրերում - Ավիատիեզերական արդյունաբերություն:
Ավիատիեզերական ճարտարագիտության մեջ հեղուկ թթվածինը ծառայում է որպես հզոր օքսիդացնող նյութ հրթիռային շարժիչային համակարգերում։ Գազային թթվածնի համեմատ ավելի բարձր խտության շնորհիվ LOX-ը նախընտրելի է երկարատև թռիչքների և տիեզերական մեկնարկների ժամանակ՝ ապահովելով վառելիքի արդյունավետ այրում հրթիռային շարժիչներում - Քիմիական և պողպատագործական արդյունաբերություն:
Քիմիական նյութերի և պողպատի արտադրության մեջ հեղուկ թթվածինը օգտագործվում է որպես հիմնական օքսիդացնող նյութ։ Այն արագացնում է դեկարբոնիզացիայի գործընթացները, նպաստում մետաղների հալմանը և բարձրացնում գործընթացների ընդհանուր արդյունավետությունը մեծածավալ արդյունաբերական գործունեության մեջ - Էներգետիկ ոլորտ:
Որոշ էլեկտրակայաններ օգտագործում են հեղուկ թթվածին՝ այրման գործընթացների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար, ստեղծելով զգալիորեն բարձր ջերմաստիճաններ և բարելավելով էներգիայի արտադրության համակարգերի ջերմային արդյունավետությունը
Հեղուկ թթվածնի պահեստավորման բաքեր
Հեղուկ թթվածնի բաքերը հատուկ նախագծված պահեստավորման միավորներ են, որոնք ապահովում են թթվածնի պահպանումը կրիոգեն հեղուկ վիճակում։ Հաշվի առնելով LOX-ի չափազանց ցածր եռման ջերմաստիճանը՝ այս բաքերը պահանջում են առաջադեմ նյութեր և ջերմամեկուսացման համակարգեր
- Կառուցվածքային նյութեր:
Սովորաբար պատրաստվում են չժանգոտվող պողպատից, ալյումինից կամ բարձր ամրության համաձուլվածքներից - Ջերմամեկուսացում:
Բաքերը մեկուսացվում են պոլիուրեթանային փրփուրով, վակուումային շերտերով կամ այլ կրիոգեն դասի նյութերով՝ ջերմափոխադրումը նվազեցնելու և գոլորշիացումը կանխելու համար - Ճնշման դիմադրություն:
Այս բաքերը պետք է անվտանգ կերպով դիմանան 10–15 բար ներքին ճնշմանը՝ կանխելով հեղուկ վիճակից գազային վիճակի վաղաժամ անցումը - Բաքերի կոնֆիգուրացիաներ:
LOX բաքերը կարող են լինել ուղղահայաց (կանգնած)՝ երկարաժամկետ պահեստավորման համար, կամ հորիզոնական (պառկած)՝ շարժական փոխադրման համակարգերի համար
Հեղուկ թթվածնի արդյունաբերական արտադրության գործընթաց
atmospheric air and separating its components based on boiling points.
Հեղուկ թթվածինը արդյունաբերականորեն արտադրվում է կրիոգեն օդի տարանջատման միջոցով, որը ներառում է մթնոլորտային օդի սառեցում և դրա բաղադրիչների տարանջատում՝ ըստ եռման ջերմաստիճանների
- Օդի ընդունում և ֆիլտրացիա
Շրջակա օդը ներծծվում է արդյունաբերական կոմպրեսորների միջոցով։ Փոշին, խոնավությունը և CO₂-ը հեռացվում են՝ հետագա փուլերում սառեցումը կանխելու համար
Նպատակ: պաշտպանել կրիոգեն համակարգերը և բարձրացնել գազի մաքրությունը
- Օդի սեղմում
Մաքրված օդը սեղմվում է մինչև 6–10 բար՝ մեծացնելով դրա խտությունը և նախապատրաստելով այն հեղուկացման համար
- Սառեցում և հեղուկացում
Սեղմված օդը անցնում է բազմաստիճան ջերմափոխանակիչներով՝ աստիճանաբար սառչելով մինչև մոտավորապես −200°C, որի արդյունքում այն խտանում է հեղուկ վիճակի։ Այնուհետև հեղուկացված օդը մատակարարվում է դիստիլյացիոն սյուն
” width=”800″ height=”600″>
- Մասնակի դիստիլյացիա
Դիստիլյացիոն աշտարակում օդի հիմնական գազերը տարանջատվում են իրենց տարբեր եռման ջերմաստիճանների հիման վրա
Գազ | Եռման ջերմաստիճան (°C) |
Ազոտ | -196 |
Արգոն | -186 |
Թթվածին | -183 |
«Հեղուկ թթվածինը թորում է արգոնից ավելի ցածր, բայց ազոտից ավելի բարձր ջերմաստիճանում և հավաքվում է թորման սյան ստորին հատվածից»
- Պահեստավորում և փոխադրում
Հեղուկ թթվածինը պահվում է կրիոգեն ճնշման տարաներում, որոնք հատուկ նախագծված են պահպանելու համար այն չափազանց ցածր ջերմաստիճանները, որոնք անհրաժեշտ են թթվածինը հեղուկ վիճակում պահելու համար։ Պահեստավորումից հետո այն տեղափոխվում է վերջնական սպառողներին՝ ներառյալ հիվանդանոցները, պողպատի արտադրության գործարանները և օդատիեզերական հաստատությունները
Անվտանգության նկատառումներ հեղուկ թթվածնի արտադրության ընթացքում
- Հեղուկ թթվածինը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է և երբեք չպետք է շփվի յուղերի կամ քսուքների հետ, քանի որ նման շփումը կարող է հանգեցնել ուժգին այրման կամ պայթյունի
- Բոլոր սարքավորումները և խողովակաշարերը պետք է լինեն չոր և մաքուր՝ աղտոտումից կամ վտանգավոր քիմիական ռեակցիաներից խուսափելու համար
- Ճնշման չափիչների, անվտանգության արտաթողման փականների և ազդանշանային համակարգերի կիրառումը կենսական նշանակություն ունի արտադրության և պահեստավորման ընթացքում գործառնական անվտանգությունը պահպանելու համար
Ինչու՞ է կրիոգեն տարանջատումը LOX-ի արտադրության նախընտրելի մեթոդը
✅ Թթվածնի մաքրության մակարդակ մինչև 99.5%
✅ Ազոտի և արգոնի միաժամանակյա ստացում
✅ Հարմար է բժշկական, արդյունաբերական և հետազոտական կիրառումների համար
✅ Ապահովում է ջերմաստիճանի և ճնշման կայուն վերահսկում
Հեղուկ թթվածնի բաքերի տեխնիկական բնութագրեր
- Տարայի տարողություն:
Տարաների չափերը տարբեր են՝ կախված կիրառությունից։ Կենցաղային հեղուկ թթվածնի (LOX) տարաները կարող են ունենալ ընդամենը մի քանի լիտր տարողություն, մինչդեռ արդյունաբերական տարաները կարող են տատանվել 100 լիտրից մինչև 50,000 լիտր - Ճնշման դիմադրություն:
Հեղուկ թթվածնի գոլորշիացումը կանխելու համար այս տարաները պետք է դիմակայեն ինչպես բարձր ներքին ճնշմանը, այնպես էլ ծայրահեղ կրիոգեն ջերմաստիճանային պայմաններին - Ջերմային մեկուսացում:
Ճիշտ մեկուսացումը կենսական նշանակություն ունի։ Ջերմափոխանակությունը նվազեցնելու և գոլորշիացման կորուստները (boil-off) կանխելու համար լայնորեն կիրառվում են վակուումային բաճկոններ և հատուկ կրիոգեն փրփրային մեկուսիչ նյութեր
Հեղուկ թթվածնի տարաների արտադրություն և փոխադրում
Արտադրություն:
LOX տարաների նախագծումը և արտադրությունը պահանջում են ներքին ճնշման, ծավալի և ջերմային լարվածությունների ճշգրիտ ինժեներական հաշվարկներ։ Այս տարաները արտադրվում են արդյունաբերական գազերի արտադրական ձեռնարկություններում՝ կիրառելով առաջադեմ եռակցման տեխնոլոգիաներ և բարձր ճնշման փորձարկման խիստ արձանագրություններ
Փոխադրում:
- Կրիոգեն տանկեր-բեռնատարներ:
Հեղուկ թթվածնի փոխադրումն իրականացվում է հատուկ նախագծված, ջերմամեկուսացված տանկեր-բեռնատարներով, որոնք ունակ են պահպանելու անհրաժեշտ կրիոգեն ջերմաստիճանը։ Այս տանկերները պատրաստվում են ջերմակայուն նյութերից՝ տեղափոխման ընթացքում ջերմաստիճանի բարձրացումը կանխելու նպատակով - Անվտանգության նախազգուշական միջոցներ:
Հեղուկ թթվածնի փոխադրումը ուղեկցվում է պայթյունի և հրդեհի վտանգներով։ Անհրաժեշտ է պահպանել համապատասխան ջերմաստիճանային և ճնշման մակարդակներ, ինչպես նաև կիրառել ճնշման թուլացման փականներ, ջերմակայուն վարդակներ և իրական ժամանակում գազի մոնիթորինգի համակարգեր
Անվտանգության նկատառումներ հեղուկ թթվածնի հետ աշխատելիս
Եթե նախատեսում եք ձեռք բերել կամ օգտագործել հեղուկ թթվածին հավաստագրված մատակարարից կամ վստահելի արտադրողից, կարևոր է իմանալ, որ հեղուկ թթվածինը թունավոր չէ։ Սակայն անհրաժեշտ է խիստ վերահսկել երկու հիմնական վտանգներ՝ չափազանց ցածր ջերմաստիճանը և արագ գոլորշիացումը
- Չափազանց ցածր ջերմաստիճան:
Հեղուկ թթվածինը եռում է −297.3°F (−183°C) ջերմաստիճանում և ունի չափազանց սառը բնույթ։ Թթվածնի հետ շփվող բաղադրիչները՝ փականներ, խողովակներ կամ միակցիչներ, կարող են առաջացնել ծանր սառեցում (frostbite) կամ կրիոգեն այրվածքներ, եթե շփվեն անպաշտպան մաշկի կամ հագուստի հետ։ Մաշկը կարող է սառչել և կպչել սառը մակերեսներին՝ մեծացնելով վնասվածքի ռիսկը - Արագ ծավալային ընդարձակումը գոլորշիացման ժամանակ:
Մթնոլորտային ճնշման և սենյակային ջերմաստիճանի պայմաններում մեկ միավոր հեղուկ թթվածինը ընդարձակվում է մոտավորապես 860 միավոր գազային թթվածնի։ Եթե այս գազը փակված է փակ համակարգում, ճնշման կուտակումը կարող է հանգեցնել տարաների, խողովակաշարերի կամ տեղափոխման գծերի պայթուցիկ վնասմանը
Հնարավոր վտանգներ հեղուկ թթվածնի տեղափոխման ընթացքում
- Թթվածնի ուժեղ օքսիդացնող հատկությունը
- Կրիոգեն ջերմաստիճաններ ինչպես հեղուկ, այնպես էլ գոլորշային վիճակում
(դասակարգվում է որպես կրիոգեն հեղուկ) - Ճնշման կուտակում գոլորշիացման և/կամ հեղուկի ծավալային ընդարձակման հետևանքով
Օքսիգենով հարստացված միջավայրերում այն նյութերը, որոնք սովորաբար օդում դյուրավառ են համարվում, կարող են ավելի հեշտ բոցավառվել, այրվել ավելի ինտենսիվ և հասնել զգալիորեն բարձր ջերմաստիճանների։ Նույնիսկ այն նյութերը, որոնք սովորաբար չեն համարվում այրվող, կարող են բռնկվել նման պայմաններում։ Բուժհաստատություններում հիվանդների շրջակայքում հաճախ հանդիպող որոշ առարկաներ, որոնք կարող են հրդեհի վտանգ ներկայացնել, ներառում են՝
- Կրիոգեն ջերմաստիճաններ ինչպես հեղուկ, այնպես էլ գոլորշային վիճակում
(դասակարգվում է որպես կրիոգեն հեղուկ) - Ալկոհոլներ, ացետոն, որոշ տեսակի պլաստմասսաներ
- Էլեկտրական սարքեր՝ էլեկտրական սայլակներ, էլեկտրական սափրիչներ, մահճակալի հեռակառավարիչներ, մազերի չորացուցիչներ, հեռակառավարիչներ, հեռուստացույցներ, ռադիոընդունիչներ, համակարգիչներ, օդորակիչներ, հեռախոսներ և օդափոխիչներ
Օրինակ՝ ներծծող նյութերը, ինչպիսիք են գործվածքները կամ անկողնային պարագաները, կարող են հագենալ թթվածնով և բռնկման աղբյուրի առկայության դեպքում՝ բռնկվել շատ ինտենսիվ և բռնի ձևով
Հրդեհի և պայթյունի վտանգ աղտոտման հետևանքով
Եթե թթվածնի հետ աշխատող սարքավորումները աղտոտվում են յուղով կամ քսանյութերով, դա կարող է առաջացնել լուրջ հրդեհային վտանգ։ Խիստ անհրաժեշտ է թթվածնային համակարգերը հեռու պահել բռնկման աղբյուրներից
Անվտանգության ամենակարևոր կանոններից մեկը․ խստիվ արգելվում է ծխել այն տարածքներում, որտեղ հեղուկ թթվածին է պահվում կամ օգտագործվում, քանի որ դա կարող է հանգեցնել վտանգավոր հրդեհների կամ պայթյունների
Առողջապահական նկատառումներ բարձր թթվածնային կոնցենտրացիաների դեպքում
Թեև մթնոլորտային օդը պարունակում է մոտ 21% թթվածին և թունավոր չէ, բարձրացված թթվածնային մակարդակների ազդեցությունը ժամանակի ընթացքում կարող է վնասակար լինել։ Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ՝
- 50% թթվածնի ներշնչումը ավելի քան 24 ժամ, կամ
- 80% թթվածնի ներշնչումը ավելի քան 12 ժամ.
կարող են գրգռել շնչառական համակարգը
Մաքուր թթվածնի ներշնչումը 2–3 մթնոլորտից բարձր ճնշման պայմաններում կարող է առաջացնել նկատելի նյարդաբանական ազդեցություններ, այդ թվում
- Սրտխառնոց, գլխապտույտ, փսխում
- Հոգնածություն, թեթև գլխապտույտ
- Տրամադրության փոփոխություններ, էյֆորիա, շփոթվածություն
- Շարժումների վատ համակարգում, մկանային ցնցումներ
- Ծակծկոցի զգացում (հատկապես մատների և ոտքի մատների շրջանում)
- Ծանր դեպքերում՝ գիտակցության կորուստ
Ձեզ անհրաժեշտ է բարձր մաքրության հեղուկ թթվածին՞
Մասնագիտական խորհրդատվության և գնային հարցումների համար կապ հաստատեք մեր մասնագետների հետ