gefractioneerde destillatie
-
Ik ben bezig met mijn profielwerkstuk over vloeibare stikstof. Nou is een van mijn deelvragen: Hoe ontstaat vloeibare stikstof? Ik ben erachter gekomen dat het ontstaat door gefractioneerde destillatie van vloeibare lucht. Ik heb op zowel de Nederlandse als de Engelse wikipedia gelezen hoe het werkt, maar deze begrijp ik niet helemaal. Ik heb een plaatje gevonden van hoe het eruit zou moeten zien maar toch met de uitleg die ik heb gevonden blijft het een beetje wazig.
Dit is het plaatje wat ik heb gevonden: plaatje.
Zouden jullie me kunnen uitleggen wat er stap voor stap gebeurd?
Groetjes Eline
-
Beste Tirsa,
Ik wil onderzoeken of er veranderingen optreden als je iets invriest met vloeibare stikstof en of vloeibare stikstof naast de bekende toepassingen voor nog meer gebruikt kan worden.
Mijn hoofdvraag is: Waarom zou vloeibare stikstof andere koelstoffen en methodes moeten vervangen en waar kan vloeibare stikstof naast zijn huidige toepassingen nog meer voor worden gebruikt?
Mijn deelvragen zijn:
Wat is vloeibare stikstof?
Hoe ontstaat vloeibare stikstof?
Wat is de invriestijd die nodig is voor bevriezen met vloeibare stikstof en wat is het verschil met andere koelstoffen/methodes? Waar hangt dit vanaf?
Verandert de smaak van iets als je het invriest met vloeibare stikstof en weer laat ontdooien? Hoe is dit in vergelijking met al bekende koelstoffen/koelmethodes?
Treden er fysische of moleculaire veranderingen op tijdens, na het invriezen en weer ontdooien met vloeibare stikstof? Hoe is dit in vergelijking met al bekende koelmethodes/koelstoffen?
Is vloeibare stikstof gevaarlijk voor mensen? Wat is het Leidenfrost-effect?
Waar wordt vloeibare stikstof al toegepast?
Hoe verandert de geleiding van bepaalde materialen als je deze koelt met vloeibare stikstof? (supergeleiding)
Wat zijn de voor- en nadelen van vloeibare stikstof als koelingsstof?Van de Nederlandse wikipedia begrijp ik dit stuk niet helemaal. Ik kan het niet duidelijk in het plaatje vinden.
De condensor van de 1ste kolom en de reboiler van de 2de kolom zijn samengevoegd in 1 warmtewisselaar. Dit is mogelijk omdat bij de hogere druk van de eerste kolom het kookpunt van distikstof iets hoger is dan het kookpunt van dizuurstof bij de lagere druk in de tweede kolom, waardoor er warmteoverdracht kan plaatsvinden van distikstof naar dizuurstof.
Nadat de dizuurstof en distikstof uit het mengsel zijn gehaald en zijn verwerkt tot eindproducten, wordt de argon nog verder gezuiverd. Het rijke gasvormige argonmengsel wordt in de bodem van een kolom gestuurd. Over de top gaat een mengsel waaruit de dizuurstof gestript is. Over de bodem gaat een vloeistof met meer dizuurstof die weer terug gevoerd wordt naar de lage druk kolom. Het gasmengsel ontdaan van dizuurstof bevat dan enkel nog distikstof en argon. In een tweede kolom wordt dit mengsel gescheiden waarbij argon over de top gaat. In de condensors van deze 2 kolommen wordt het gas afgekoeld en gecondenseerd met behulp van koude vloeistoffen die zich in het proces bevinden, bijvoorbeeld de zuurstofrijke vloeistof over de bodem van de allereerste kolom.
Groetjes Eline
-
Beste Eline,
Sorry voor de late reactie. Je hebt een interessant onderwerp gekozen, maar vloeibare stikstof is ook een heel breed onderwerp. Wat wil je precies onderzoeken tijdens je profielwerkstuk? Wat zijn je hoofd- en deelvragen?
Op wikipedia staat de destillatie van lucht redelijk beschreven. Wat snap je niet precies? Dan kan ik kijken of ik dat duidelijker voor je kan maken.
Succes!Groetjes,
Tirsa -
Beste Eline,
Ik heb er eens goed naar gekeken, dus ik hoop dat ik het wat duidelijker voor je kan maken:
Allereerst heb ik het idee dat het plaatje niet alle pijlen bevat, omdat het dan te onoverzichtelijk wordt denk ik. Wat er namelijk wordt gedaan in dit proces, is de 'warmte' (zowel koude als warme stromen) van de ene stof overbrengen aan een andere stof, door middel van warmtewisselaars. In een warmtewisselaar stromen vloeistoffen met een verschillende temperatuur, bijv. vloeistof 1 en vloeistof 2. Wanneer deze vloeistoffen de warmtewisselaar in stromen is bijv. vloeistof 1 warmer dan vloeistof 2. In de warmtewisselaar stromen deze vloeistoffen langs elkaar heen (bijv. een binnenste buis met vloeistof 2 met een buis eromheen waarin vloeistof 1 stroomt). Op deze manier wisselen deze vloeistoffen warmte met elkaar uit. Wanneer de vloeistoffen uit de warmtewisselaar stromen, zal vloeistof 1 zijn afgekoeld en vloeistof 2 zijn opgewarmd. In de tekening zijn deze processen volgens mij niet getekend.
Op de Nederlands wikipedia spreken ze over een reboiler. Een reboiler is een soort warmtewisselaar die de warme stromen van de bovenkant van een destillatiekolom terug voeren naar de onderkant. Een destillatiekolom is een verticale kolom waarin een vloeistof wordt gedestilleerd. Omdat warmte naar boven gaat is deze kolom verticaal. Dit is de reden dat ze op wikipedia steeds spreken over dat een vloeistof over de bodem gaat of over de top.
Een condensor is ook een warmtewisselaar, die van een gas een vloeistof maakt. Stroom 1 is dan het warme gas en stroom 2 een (veel) koelere andere vloeistof. Hierdoor koelt het gas van stroom 1 zo af dat het uit de condensor komt als een vloeistof.
De tweede alinea die je citeert, is volgens mij erg simpel weergegeven in de tekening. In de 'Argon Column' wordt denk ik het proces uitgevoerd om argon en dizuurstof te scheiden. Ik denk dat in de 'purifier' de argon wordt gescheiden van de distikstof. Ik kan dit alleen niet met zekerheid zeggen, want ik weet niet precies wat 'industrial argon' inhoudt.
Ik hoop dat ik het wat duidelijker heb gemaakt. Wat in elk geval belangrijk is is dat je je niet teveel vast pint op een plaatje, omdat het maar een schematische weergave is en er vaak dingen worden weggelaten.
Verder zie ik dat je erg veel deelvragen hebt. Misschien is het een idee om het een en ander samen te voegen, anders krijg je hele korte hoofdstukken. Je kan heel goed tussenkopjes hebben bij een deelvraag. Bijv.:
Deelvraag: Hoe vergelijkt vloeibare stikstof zich met andere koelmiddelen?
Tussenkopjes:- [i]Invriestijd[/i]
Hier kan je zowel beantwoorden wat de invriestijd is, waar deze van afhangt en hoe deze is in vergelijking tot andere koelmiddelen. - [i]Voor- en na delen[/i]
Hier kan je de voor- en nadelen bespreken van stikstof en andere koelmiddelen.
Ik hoop dat je er wat aan hebt. Als je nog vragen hebt hoor ik het graag!
Groetjes Tirsa
- [i]Invriestijd[/i]
-
Beste Eline,
Ik heb het erg druk gehad, vandaar de late reactie. Sorry hiervoor. Ik ga er morgen eens goed naar kijken, zodat ik het hopelijk goed voor je kan uit leggen. Ik zal je dus morgen of overmorgen meer laten weten.
Groetjes,
Tirsa
