Fraktionieren der verflüssigten Luft Siedender Stickstoff in einem Metallbecher (−196 °C) Flüssige Luft kann mittels Fraktionieren in ihre Bestandteile zerlegt werden, indem mithin die unterschiedlichen Siedepunkte der einzelnen Luftbestandteile ausgenutzt werden. Allerdings liegen die Siedepunkte von Sauerstoff und Stickstoff sehr dicht zusammen. Man benutzt daher eine Rektifikationssäule: Die flüssige Luft läuft über mehrere Rektifikationsböden im Gegenstrom zum aufsteigenden Gas nach unten. Sie nimmt den Sauerstoff aus dem Gas auf und gibt Stickstoff ab. Die Rektifikation wird bei einem Druck von ca. 5–6 bar durchgeführt. Dadurch wird die Flüssigkeit sauerstoffhaltiger, das Gas stickstoffhaltiger. Verflüssigung von Wasserstoff und Helium Um das Linde-Verfahren zur Wasserstoff - und Helium -Verflüssigung anwenden zu können, muss man diese Gase erst unter die Inversionstemperatur $ T_{i} $ vorkühlen. Technische Gase /Flüssiggase /Stickstoff flüssig. Dies geschieht in der Regel mit flüssiger Luft. Das schließlich erhaltene flüssige Helium siedet unter Atmosphärendruck bei 4, 2 K. Dies ist der niedrigste Siedepunkt aller Elemente.
Befindet sich das System über der Inversionstemperatur, so erwärmt sich das Gas bei Expansion (genauer: isenthalper Expansion, d. h. die Enthalpie ändert sich durch die Volumenänderung nicht), geringere Temperaturen haben eine Abkühlung zur Folge; dieser Effekt wird im Linde-Verfahren genutzt. Siehe auch Joule-Thomson-Effekt. Um die für viele Gase sehr niedrige Siedetemperatur zu erreichen (für Sauerstoff −183 °C, für Stickstoff -196 °C), benutzt man das entspannte Gas im Gegenstromprinzip zur Vorkühlung des verdichteten Gases. Anwendung Das Linde-Verfahren wird zur Abkühlung von Gasen bis zur Verflüssigung benutzt. Vor allem in großem Umfang zur Herstellung flüssiger Luft. Sauerstoff, Stickstoff sowie Argon und andere Edelgase werden durch die Zerlegung der flüssigen Luft in ihre Bestandteile gewonnen. Luftverflüssigung Die Luft wird zunächst von Wasserdampf, Staub und Kohlendioxid befreit. Stickstoff • einfach erklärt: Eigenschaften, Vorkommen · [mit Video]. Ein Kompressor verdichtet die Luft dann auf einen Druck von 200 bar. Anschließend wird die Luft über ein Drosselventil oder einer Turbine entspannt, wobei ihre Temperatur im ersten Schritt um ca.
Literatur Christian Gerthsen, Kneser, Vogel: Physik: ein Lehrbuch zum Gebrauch neben Vorlesungen. 14. Auflage. Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 1982. ISBN 3-540-11369-X (782 S. ). Kapitel 5. 6. 6 und 5. 7. Georg Veranneman: Technische Gase. Herstellung, Verteilung, Anwendung. 4., neu bearb. u. erw. Aufl. Verlag Moderne Industrie, o. O., 1988. ISBN 3-478-93229-7 (broschiert, 70 Seiten).
Durch Abpumpen des Helium-Gases über dem siedenden Helium wird letzterem Verdampfungswärme entzogen, so dass sich seine Temperatur weiter senken lässt. Da der Dampfdruck mit der Temperatur aber sehr stark abfällt, erreicht man mit diesem Verfahren keine tiefere Temperatur als 0, 84 K; zu ihr gehört der Dampfdruck 0, 033 mbar. Physikalische Grundlagen Das Linde-Verfahren beruht auf dem Joule-Thomson-Effekt: Im idealen Gas üben die Teilchen keine Wechselwirkung aufeinander aus, weshalb die Temperatur des idealen Gases nicht vom Volumen abhängt. Produkte > Reingase in Tankwagen und Trailern > Stickstoff flüssig 2.8. Bei realen Gasen hingegen gibt es Wechselwirkungen, die man mit Hilfe der Van-der-Waals-Gleichung beschreibt. Der Energiegehalt des realen Gases ändert sich auch bei adiabatischer (ohne Wärmeaustausch) Entspannung, ohne dass äußere Arbeit verrichtet wurde. Das ist durch die Temperaturänderung nachweisbar. Verbindet man zwei Gasbehälter mit einer porösen Wand und drückt das im Raum 1 unter Druck stehende Gas mit einem Kolben langsam durch diese Membran, die zur Verhinderung von Wirbeln und Strahlbildung dient, in Raum 2, der unter einem konstanten, aber geringeren Druck als Raum 1 steht, dann stellt sich ein kleiner Temperaturunterschied zwischen den beiden Räumen ein.
Im Mittelpunkt steht dabei die Elektronenstrahl-Technologie (ESH), die vor 35 Jahren von der Wilhelm Taubert GmbH, der Muttergesellschaft des Unternehmens, weiterentwickelt wurde. Diese sorgt dafür, dass die elektronenstrahlgehärteten Oberflächen (Elesgo) nicht nur ästhetisch ansprechend, sondern auch robust und langlebig sind. Dabei ist der Prozess für die Herstellung der kratzfesten Oberflächen hochkomplex. "Neben langjähriger Erfahrung erfordert dies viel Know-how, das Ergebnis ist jedoch eine hohe Qualität", so Sarah Taubert. In dem Verfahren werden Elektronen beschleunigt und auf die zu beschichtende Oberfläche geschossen. Da dabei hohe Temperaturen entstehen, ist eine Kühlung der Produktionsanlagen notwendig. Hinzu kommt die Notwendigkeit einer Inertisierung des Reaktionsraums. Die Inertisierung erfolgt über Begasung mit Stickstoff (N2). Komplexe Prozesse umweltfreundlich gestalten Aufgrund der guten Erfahrungen setzt DTS das Verfahren auch am Standort Wesel ein. Beim Cumulus-RE-Verfahren wird die im Wasser enthaltene Wärme mithilfe eines Prozesswasserkühlers (in der Bildmitte) zur Verdampfung des flüssigen Stickstoffs genutzt und das Gas in die bestehende Versorgungsleitung eingeleitet.
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