Получение аргона: особенности технологии и применение технического газа

Аргон является одним из наиболее распространенных химических элементов, представленных в атмосфере планеты Земля, занимая третье место после азота и кислорода. В то же время получение аргона – это ответственный и сложный с технологической точки зрения процесс, справиться с которым могут только настоящие профессионалы. Его особенность заключается в том, что в сфере промышленности этот инертный газ получают путем разделения воздуха на азот и O₂.

Но есть и определенная сложность – температура кипения этого вещества находится между температурами кипения этих двух газов. Если быть более точным, то она менее чем на 3 градуса отличается от значения, при котором происходит закипание O₂. Из-за этого разделить две фракции ректификационным методом невероятно сложно. Ведь Ar будет просто распределяться между другими веществами-компонентами воздуха, присоединяясь к кислороду в большинстве случаев.

Но широкое распространение Ar и его востребованность в самых различных сферах деятельности заставили человечество разрабатывать все более новые способы и технологические методы, позволяющие сделать процесс получения аргона более простым, удобным и эффективным. При этом многие из них связаны с получением технических газов, прошедших глубокую очистку (по теме особо чистых газообразных веществ вы можете прочитать наш отдельный материал).

Что представляет собой аргон?

Это одноатомный инертный газ, который не имеет какого-либо запаха, цвета и вкуса. Он является одним из основных компонентов воздуха, а также в больших количествах содержится в атмосфере нашей планеты. Температура его кипения составляет минус 185.9 градусов по Цельсию, при этом такая отметка находится очень близко от отметки кипения O₂. Следует обратить внимание, что, находясь в воздухе в больших концентрациях, он может быть опасен для человека, так как вытесняет кислород и приводит к проявлению симптомов кислородного голодания.

Согласно государственным стандартам (ГОСТ) находящийся в газообразном состоянии Ar должен храниться и транспортироваться в специально предназначенных для этого газовых баллонах, сделанных с применением стального сплава. Чистое вещество должно находиться в емкостях, обладающих соответствующим окрасом и маркировкой – баллон серого цвета с зеленой надписью: «Аргон чистый».

В каких сферах его применяют?

С каждым годом Ar становится все более популярным и востребованным. Уникальный по своим свойствам инертный газ применяется в различных сферах деятельности человека, к которым можно отнести:

• Использование лазерного оборудования – он является обязательным элементом системы лазера.
• Производство источников света. В первую очередь к ним следует отнести классические лампы накаливания, внутреннее пространство которых заполняется Ar (в итоге это позволяет максимально повысить эксплуатационные характеристики такой лампочки).
• Изготовление пластиковых окон. Его используют для заполнения пространства внутри стеклопакета, что значительно увеличивает теплоизоляционные качества готовой оконной конструкции.
• Работу газовых систем для тушения пожаров. Одноатомный газ является одним из основных компонентов, используемых в огнетушительных установках (подробнее прочесть об использовании систем газового пожаротушения вы можете здесь).
• Применение в сфере пищевой промышленности. Здесь он встречается в качестве распространенной пищевой добавки, а также при создании особой среды или упаковки, позволяющей продлить срок службы различных продуктов питания.

Отдельно следует отметить аргоновую сварку – технологию, позволяющую выполнять работы по свариванию различных металлов и неметаллов. В этом случае Ar выступает в качестве основного компонента для создания специальной защитной среды, в том числе при применении метода дуговой, контактной или лазерной сварки. Сотрудникам автомобильных сервисов может быть интересна наша статья, которая посвящена сварке литых дисков с использованием аргоновой сварки.

Как получают аргон в промышленных условиях?

Отвечая на вопрос о том, как получают аргон, следует отметить, что это достаточно непростая задача. Чаще всего для этого применяют технологию низкотемпературной ректификации воздуха, в процессе которой происходит разделение воздуха на разные фракции – O₂ и азот. При этом сам Ar добывают в качестве побочного продукта.

установка адсорбции

Суть технологии заключается в том, что при ректификации Ar улетучивается и поднимается вверх по колоне вслед за азотом. Под воздействием низких температур он превращается в конденсат и опускается вниз. После этого из аппарата отводят так называемую аргонную фракцию. Это смесь, основную часть которой составляет кислород, в то время как процент Ar в ней обычно не превышает 12% (также такая фракция может содержать до 0.5% азота).

генератор

Затем в процессе получения аргона фракцию снова подвергают ректификации по аналогичной технологии в результате чего получают «сырой аргон». Находясь в виде пара, он может содержать от 75% до 95% чистого вещества. После этого сырой продукт подвергают очистке путем введения в него H₂ и специального катализатора, в результате чего содержащийся в смеси кислород затрачивается на окисление водорода.

схема сепарационной установки

Отечественные производители обычно предлагают Ar, в котором содержание чистого вещества варьируется в пределах от 99.9% до 99.99%. При этом существует еще и особо чистый газ, объем примесей в котором очень мал – не более 0.005% гелия и 0.001% O₂.

Выводы о применении и получении аргона

Ar является одним из самых распространенных газов, который в то же время очень непросто получить в чистом виде. Его добывают несколькими способами, а впоследствии используют в различных сферах деятельности человека, в том числе на производстве, при проведении сварочных работ или в лазерных установках.

Если вы желаете купить Ar высокой степени очистки, то вы можете обратиться в компанию «ПРОМТЕХГАЗ». Для этого нужно пройти по ссылке https://idealgaz.ru/. Специалисты компании не только расскажут вам о том, как получают аргон, но и предложат наиболее выгодную стоимость на него.