Пошто сви гасови имају неколико агрегатастања и може бити течно, тада ваздух, који се састоји од мешавине гасова, такође може постати течност. У основи се производи течни ваздух који из њега извлачи чисти кисеоник, азот и аргон.
Мало историје
До 19. века научници су веровали да гас има самоједно агрегатно стање, али су научили како довести ваздух у течно стање почетком прошлог века. То је урађено помоћу Линде машине, чији су главни делови били компресор (електромотор опремљен пумпом) и измењивач топлоте, представљени у облику две намотане цеви, од којих је једна пролазила унутар друге. Трећа компонента дизајна била је термос, унутар које се сакупљао течни гас. Делови машине били су прекривени топлотноизолационим материјалима како би се спречило излазак топлотног гаса напоље. Унутрашња цев која се налазила близу врата завршавала се пригушивачем.
Рад на гас
Технологија за добијање течног ваздуха је приличноједноставно. Прво се гасна смеша очисти од прашине, честица воде и угљен-диоксида. Постоји још једна важна компонента, без које неће бити могуће произвести течни ваздух - притисак. Уз помоћ компресора ваздух се компримује на 200-250 атмосфера, истовремено га хладећи водом. Тада ваздух пролази кроз први измењивач топлоте, након чега је подељен у два тока, од којих већи одлази у експандер. Овај термин се назива клипна машина која ради ширењем гаса. Претвара потенцијалну енергију у механичку, а гас се хлади јер заиста ради.
Даље, ваздух, након што је опрао два измењивача топлоте и на тај начин охладио други ток који иде према супротној страни, излази и сакупља се у термосу.
Турбо експандер
Упркос привидној једноставности, употребаекспандер је немогућ у индустријским размерама. Гас добијен пригушивањем кроз танку цев се испоставља прескупим, његова производња је недовољно ефикасна и троши енергију, а самим тим и неприхватљива за индустрију. Почетком прошлог века дошло је до питања поједностављења топљења сировог гвожђа, а за то је предложен предлог за дување из ваздуха са високим садржајем кисеоника. Дакле, поставило се питање о индустријској производњи ове друге.
Клипни експандер се брзо зачепи водомлед, па ваздух мора бити претходно осушен, што чини процес тежим и скупљим. Развој турбо експандера, који користи турбину уместо клипа, помогао је да се проблем реши. Касније су турбоекспандери пронашли примену у производњи других гасова.
Апликација
Сам течни ваздух се нигде не користи, он је међупродукт у производњи чистих гасова.
Принцип избора компонената заснован је на разлициу кључању компонената смеше: кисеоник кључа на -183 °, а азот на -196 °. Температура течног ваздуха је испод двеста степени, а загревањем се може извршити раздвајање.
Када течни ваздух почне полако да испарава,азот први испарава, а након што је његов главни део већ испарио, кисеоник кључа на температури од -183 ° Ц. Чињеница је да док азот остаје у смеши, не може да настави да се загрева, чак и ако се користи додатно загревање, али чим већина азота испари, смеша ће брзо достићи тачку кључања следећег дела смеше , односно кисеоник.
Чишћење
Међутим, на овај начин је немогуће добити чистокисеоник и азот у једној операцији. Ваздух у течном стању у првој фази дестилације садржи око 78% азота и 21% кисеоника, али што даље процес иде и што мање азота остане у течности, то ће више кисеоника испаравати са њим. Када концентрација азота у течности падне на 50%, садржај кисеоника у пари се повећава на 20%. Због тога се испарени гасови поново кондензују и други пут подвргавају дестилацији. Што више дестилација буде, то ће производи бити чистији.
У индустрији
Испаравање и кондензација су два супротнапроцес. У првом случају течност мора да троши топлоту, а у другом ће се топлота ослободити. Ако нема губитака топлоте, онда је топлота која се ослобађа и троши током ових процеса једнака. Тако ће запремина кондензованог кисеоника бити практично једнака запремини испареног азота. Овај процес се назива исправљање. Смеша два гаса, настала услед испаравања течног ваздуха, поново пролази кроз њу, а део кисеоника прелази у кондензат, одајући топлоту, због чега део азота испарава. Поступак се понавља више пута.
Индустријска производња азота и кисеоника одвија се у такозваним ректификационим колонама.
Занимљиве чињенице
У контакту са течним кисеоником, многи материјалипостају крхки. Поред тога, течни кисеоник је врло снажно оксидационо средство, па кад уђе у њега, органска материја сагорева, ослобађајући пуно топлоте. Када су импрегниране течним кисеоником, неке од ових супстанци стичу неконтролисана експлозивна својства. Ово понашање је типично за нафтне деривате, који укључују конвенционални асфалт.
