تهیه و تولید گاز آرگون و گازهای N2، O2، He، CO2 ،گازهای CH4، CO، H2S و گازهای ترکیبی در سپهرگاز کاویان، دارنده گواهینامه ISO17025 ؛ جهت تماس بگیرید: 02146837072 – 02146837950 (داخلی 102 و 103) و 09128699025 – 09022734708
ویژگی های گاز آرگون
گاز آرگون (Ar) یکی از فراوان ترین عناصر در جو زمین است و حدود 0.934 درصد حجمی و 1.288 درصد جرمی آن را تشکیل می دهد. گاز Argon گازی بی رنگ، بی بو، غیر سمی و خنثی است که کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارد. به همین خاطر تهیه و تولید گاز آرگون اهمیت بسزایی دارد.
نحوه تهیه و تولید گاز آرگون
تهیه گاز ارگون با توجه به گستردگی کاربردهای آن، اهمیت زیادی دارد. تهیه و تولید گاز آرگون به طور عمده از طریق تقطیر جزء به جزء هوای مایع صورت می گیرد.
در این روش، هوا ابتدا به صورت مایع درآورده می شود. سپس، اجزای تشکیل دهنده هوا با توجه به نقطه جوش آنها از یکدیگر جدا می شوند. گاز آرگون با نقطه جوش -185.85 درجه سانتیگراد، آخرین گازی است که از هوای مایع جدا شده و تهیه و تولید می شود.
مراحل تهیه و تولید گاز آرگون
مراحل تهیه و تولید گاز آرگون به طور کلی به شرح زیر است:
1- تصفیه هوا: در این مرحله، هوا از ناخالصی های موجود در آن مانند گرد و غبار، رطوبت و ذرات معلق جدا می شود.
2- مایع سازی هوا: در این مرحله، هوا با استفاده از یک کمپرسور به فشار بالا فشرده می شود. سپس، هوا از طریق یک مبدل حرارتی با آب خنک می شود و به صورت مایع در می آید.
3- تقطیر جزء به جزء: در این مرحله، هوا مایع به صورت تدریجی گرم می شود. با افزایش دما، اجزای تشکیل دهنده هوا با توجه به نقطه جوش آنها از یکدیگر جدا می شوند. گاز آرگون با نقطه جوش -185.85 درجه سانتیگراد، آخرین گازی است که از هوای مایع جدا می شود.
4- خشک کردن گازArgon : در این مرحله، گاز آرگون از رطوبت موجود در آن جدا می شود. این کار به وسیله خشک کن های شیمیایی یا جذب سطحی انجام می شود.
کاربردهای گاز آرگون
بگاز آرگون تهیه شده کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارد. برخی از کاربردهای آن عبارتند از:
- جوشکاری و برش فلزات: این گاز به عنوان یک گاز محافظ در جوشکاری و برش فلزات استفاده می شود زیرا از واکنش فلزات با اکسیژن و نیتروژن جلوگیری می کند.
- صنایع نیمه هادی: این گاز در تولید و بسته بندی قطعات نیمه هادی استفاده می شود زیرا از اکسید شدن قطعات نیمه هادی جلوگیری می کند.
- صنایع غذایی و دارویی: این گاز در بسته بندی مواد غذایی و دارویی استفاده می شود زیرا از فاسد شدن مواد غذایی و دارویی جلوگیری می کند.
- صنایع شیمیایی: این گاز در تولید برخی از مواد شیمیایی مانند کلر و فلور استفاده می شود.
- صنایع الکترونیک: این گاز در تولید لامپ های تخلیه و صفحات نمایش استفاده می شود.
مقایسه نقطه جوش اجزای هوای مایع در تهیه و تولید گاز آرگون
هوای تنفسی به طور عمده از نیتروژن (78.09٪)، اکسیژن (20.95٪)، آرگون (0.934٪) و مقدار کمی از گازهای دیگر مانند کربن دی‌اکسید، نئون، کریپتون و زنون تشکیل شده است. نقطه جوش اجزای هوای مایع به شرح زیر است:
| گاز | نقطه جوش (درجه سانتیگراد) |
| نیتروژن | -195.81 |
| اکسیژن | -183.02 |
| آرگون | -185.85 |
| کربن دی‌اکسید | -78.50 |
| نئون | -246.04 |
| کریپتون | -153.23 |
| زنون | -108.12 |
همانطور که مشاهده می شود، نقطه جوش گازهای موجود در هوا به ترتیب از نیتروژن به زنون افزایش می یابد. به عبارت دیگر، نیتروژن دارای نقطه جوش پایین ترین و زنون دارای نقطه جوش بالاترین است.
این امر به این دلیل است که نقطه جوش یک گاز به اندازه مولکول های آن بستگی دارد. مولکول های کوچکتر دارای نیروی جاذبه کمتری نسبت به مولکول های بزرگتر هستند و بنابراین راحت تر تبخیر می شوند.
در فرآیند تقطیر جزء به جزء هوای مایع، اجزای تشکیل دهنده هوا با توجه به نقطه جوش آنها از یکدیگر جدا می شوند. در این فرآیند، هوا ابتدا به صورت مایع درآورده می شود. سپس، هوا مایع به صورت تدریجی گرم می شود. با افزایش دما، اجزای تشکیل دهنده هوا با توجه به نقطه جوش آنها از یکدیگر جدا می شوند.
گاز Argon با نقطه جوش -185.85 درجه سانتیگراد، آخرین گازی است که از هوای مایع جدا می شود. بنابراین، نقطه جوش اجزای هوای مایع نقش مهمی در فرآیند جداسازی آنها از یکدیگر ایفا می کند.
ناخالصی موجود در تهیه و تولید گاز آرگون
گاز Argon تجاری معمولاً حاوی مقداری ناخالصی است. ناخالصی ها در تهیه گاز آرگون عبارتند از:
– اکسیژن: اکسیژن دومین گاز فراوان در جو زمین است و نقطه جوش آن کمی پایین تر ازAr است. بنابراین، مقدار کمی اکسیژن نیز در فرآیند تقطیر جزء به جزء هوای مایع جدا نمی شود.
– نیتروژن: نیتروژن فراوان ترین گاز در جو زمین است و نقطه جوش آن کمی بالاتر از Ar است. بنابراین، مقدار کمی نیتروژن نیز در فرآیند تقطیر جزء به جزء هوای مایع جدا می شود.
– کربن دی اکسید: کربن دی اکسید یک گاز کمیاب در جو زمین است و نقطه جوش آن بسیار بالاتر از آAr است. بنابراین، مقدار کمی کربن دی اکسید نیز در فرآیند تقطیر جزء به جزء هوای مایع جدا می شود.
– گازهای دیگر: در هوای زمین مقدار کمی از گازهای دیگر مانند نئون، کریپتون و زنون نیز وجود دارد. این گازها نیز می توانند در فرآیند تقطیر جزء به جزء هوای مایع به مقدار کمی در گازArgon باقی بمانند.
میزان ناخالصی های موجود در گاز آرگون تجاری به روش تولید آن بستگی دارد. گاز Ar با خلوص بالا معمولاً از طریق فرآیندهای تقطیر چند مرحله ای تهیه می شود. این فرآیندها باعث حذف موثرتر ناخالصی ها می شود.
ناخالصی های موجود در تهیه گاز آرگون می تواند بر کاربردهای آن تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، وجود اکسیژن در گاز Argon می تواند باعث اکسید شدن فلزات در جوشکاری شود. بنابراین، استفاده از این گاز با خلوص بالا برای جوشکاری ضروری است.
کاهش میزان ناخالصی ها در تهیه و تولید گاز آرگون
روش های کاهش میزان ناخالصی های موجود در تهیه و تولید گاز آرگون عبارتند از:
تصفیه با جذب سطحی: در این روش، گاز Ar از طریق یک ماده جاذب مانند کربن فعال عبور داده می شود. این ماده ناخالصی های موجود در آن را جذب می کند.
تصفیه با جذب شیمیایی: در این روش، گاز Argon با یک ماده شیمیایی واکنش داده می دهد که ناخالصی های موجود در آن را حذف می کند.
تصفیه با تقطیر: در این روش، گاز Argon به صورت مایع درآورده می شود. سپس، ناخالصی های موجود در آن از طریق تقطیر مجدد جدا می شوند.
در تولید و تهیه گاز آرگون انتخاب روش مناسب برای تصفیه این گاز به میزان ناخالصی های موجود در آن بستگی دارد.
برای جلوگیری از خطرات احتمالی ناشی از تولید و تهیه گاز آرگون، باید نکات ایمنی زیر رعایت شود:
** در محلی خشک و خنک نگهداری شود.
** در ظروف مخصوص و ایمن نگهداری شود.
** در محیط های بسته با احتیاط استفاده شود.
**استفاده از تجهیزات ایمنی مناسب در تهیه و تولید گاز آرگون ضروری است.
جمع بندی مطالب در مورد تهیه و تولید گاز آرگون
گاز آرگون یکی از گازهای بی اثر است که کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف دارد. این گاز به طور عمده از طریق تقطیر جزء به جزء هوای مایع تهیه می شود. گاز Ar گازی بی رنگ، بی بو و غیر سمی است، اما در غلظت های بالا می تواند باعث خفگی شود. بنابراین، استفاده از گاز Argon در محیط های بسته باید با احتیاط انجام شود.
بدون دیدگاه