Огненный воздух - [12]
Тысяча кубометров газообразного кислорода весит менее полутора тонн. Чтобы вместить столько газа, потребуется 167 баллонов общим весом в… 13 тонн. Для перевозки их придется занять целую железнодорожную платформу или 9 грузовиков-полуторатонок.
Другое дело — перевозка жидкого кислорода. Полторы тонны его свободно помещаются в легком резервуаре объемом всего в 1300 литров и перевозятся одним грузовиком.
Однако экономией на перевозке преимущества жидкого кислорода не ограничиваются. Жидкий кислород не содержит влаги, которая обычно есть в газе. Отсутствие влаги значительно улучшает качество сварочных работ, для которых используется кислород.
Правда, перевозка жидкого кислорода тоже не свободна от недостатков. Жидкий кислород непрерывно испаряется. Однако с этим недостатком можно бороться. Цистерны для жидкого кислорода снабжаются компрессорами, которые накачивают испаряющийся газ в баллоны. Но даже в тех случаях, когда жидкий кислород просто испаряется в атмосферу, перевозить его на дальние расстояния гораздо выгоднее, чем газообразный.
Как же жидкий кислород снова превращают в газ? Для этого применяются особые аппараты — газификаторы. Жидкий кислород, налитый в резервуар такого аппарата, быстро испаряется и под давлением в 10–15 атмосфер идет по трубам к месту сварки.
Существуют специальные газификаторы, в которых давление испаряющегося газа повышается до 150 атмосфер. Эти газификаторы служат для быстрого наполнения кислородом знакомых нам баллонов.
«ОГНЕННЫЙ ВОЗДУХ» ИЗ … ВОДЫ
170 лет назад ученые впервые обнаружили любопытное явление: если через ванну с подкисленной водой пропускать электрический ток, то у погруженных в воду металлических пластинок, к которым подводится ток, возникают пузырьки каких-то газов. Этот процесс был назван электролизом, то-есть разложением с помощью электричества.
Оказалось, что при электролизе вода разлагается на свои составные части — кислород и водород. При этом кислород выделяется на положительном электроде — пластинке, а водород — на отрицательном.
Долгое время электролиз воды не использовался на практике. Единственным источником электрической энергии были в то время гальванические элементы, и ток стоил дорого. Лишь в конце прошлого века, когда была изобретена динамомашина, дающая огромные количества дешевой электрической энергии, электролиз воды стал применяться для получения водорода и кислорода. Делается это так.
В большую ванну-электролизер наливают воду, к которой прибавляется немного кислоты или щелочи. Такая добавка увеличивает электропроводность воды. К металлическим пластинкам, опущенным в воду, подводится постоянный ток от аккумулятора или электрической сети.
Над пластинками помещаются специальные сосуды для улавливания водорода и кислорода (рис. 11).
>Рис. 11. Схема устройства электролизера — аппарата для разложения воды электрическим током.
В последнее время строятся установки для электролиза воды, работающие под высоким давлением — до 200 атмосфер. Газы, полученные на таких установках, сразу поступают в баллоны, не требуя дополнительного сжатия.
Однако такой способ получения кислорода связан с большим расходом электрической энергии. Чтобы получить 1 кубический метр кислорода, нужно затратить 10–12 киловатт-часов электрической энергии. Поэтому электролиз воды не применяют в тех случаях, когда требуется получать только один кислород. Зато этот способ широко используется там, где нужен чистый водород. В этом случае «огненный воздух» выделяется и используется как побочный продукт.
Особенно много электролизных установок работает в химической промышленности, где водород и кислород нужны для получения синтетического аммиака, идущего для производства удобрений и различных химических веществ. Кроме того они необходимы при изготовлении искусственных камней, прозрачного кварца, твердых, сплавов, электроламп и т. д.
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ОГНЕМ
Кислород особенно широко используется для сварки и резки различных металлов и сплавов.
Любое горючее вещество энергично сгорает в кислороде и выделяет при этом много тепла. И это вполне понятно: если какое-либо вещество сгорает в воздухе, много тепла бесполезно тратится на нагревание азота, а он, как мы знаем, составляет четыре пятых атмосферного воздуха. Другое дело, когда горение происходит в чистом кислороде. При этом гораздо больше выделяющегося тепла идет на повышение температуры пламени, и горение протекает быстро и полно.
При сжигании в чистом кислороде горючего газа — водорода, ацетилен или светильного газа — развивается огромная температура, выше 3 тысяч градусов! При такой температуре плавятся самые тугоплавкие металлы. Поэтому для сварки металлов применяют пламя кислородно-ацетиленовой горелки. Эта горелка состоит из двух трубок, заканчивающихся общим наконечником. Одна трубка соединяется с кислородным баллоном, а по другой подводится горючий газ. Чаще всего это — ацетилен, соединение углерода с водородом, получающееся при действии воды на особое химическое вещество — карбид кальция. Получается он прямо на месте сварки в так называемом ацетиленовом генераторе
