Специальные устройства в ректификационном аппарате позволяют не только разделять жидкий воздух на азот и кислород, но и отделять от воздушной смеси еще одну важную составляющую часть — аргон. Этот газ широко используется для наполнения электрических ламп, а также в других отраслях промышленности.
Современные разделительные аппараты дают возможность получать газ, содержащий до 99,9 процента азота, и кислород почти такой же чистоты.
КИСЛОРОДНЫЕ ТАНКИ
При обычном атмосферном давлении температура жидкого кислорода лишь на 9 градусов выше температуры жидкого воздуха. Поэтому все сосуды, предназначенные для хранения жидкого воздуха, с неменьшим успехом могут быть использованы и для жидкого кислорода.
Жидкий кислород применяется более широко, чем жидкий воздух. Приходится хранить и перевозить десятки тонн жидкого кислорода. Сосуды, в которых сохраняются и перевозятся небольшие количества жидкого воздуха, здесь уже неудобны. Их заменяют специальные «танки».
Основной частью танка является сосуд, обычно шарообразной формы, изготовленный из латуни. Этот пустотелый шар подвешивается на цепях внутри кожуха, сваренного из листового железа. Пространство между латунным шаром и кожухом заполняется веществом, плохо проводящим тепло, — шлаковой ватой или углекислой магнезией.
Жидкий кислород при хранении в шаре танка постепенно испаряется. Если шар плотно закрыть, давление в танке будет непрерывно возрастать и в конечном счете приведет к разрыву сосуда. Чтобы этого не случилось, верхняя часть кислородного танка снабжена особой трубкой, по которой испаряющийся кислород удаляется в атмосферу или направляется в специальные хранилища — газгольдеры.
Каждый кислородный танк снабжается указателем уровня жидкости и манометром, с помощью которого можно следить за давлением во внутреннем сосуде. Однако этого мало. В танке есть предохранительный клапан. Если давление в танке станет больше определенного, клапан автоматически открывается и выпускает часть газа в атмосферу.
Но и этим не ограничиваются предохранительные устройства в кислородных танках. Обычно танки снабжаются еще предохранительной мембраной. Если давление во внутреннем сосуде танка превысит нормальное на полторы-две атмосферы, а клапан почему-либо не открывается, мембрана разрывается и тем самым предотвращает, казалось бы, неминуемую аварию.
Кислородные танки строят самых различных размеров. Они могут вмещать от нескольких десятков килограммов до нескольких десятков тонн жидкого кислорода.
Танки применяются не только для хранения, но и для перевозки жидких газов. Они устанавливаются на площадки грузовых автомобилей или на железнодорожные платформы (рис. 10).
Рис. 10. Транспортный танк, установленный на автомобиле, наполняется жидким кислородом.
В транспортных танках жидкий кислород можно перевозить на большие расстояния. Конечно, в пути часть кислорода испаряется. Исправный, вмещающий одну тонну жидкого кислорода танк за час обычно теряет не более 3–4 килограммов кислорода. Однако в некоторых случаях испаряющийся кислород удается улавливать. Специальные компрессоры нагнетают испаряющийся газ в небольшие стальные баллоны.
Наполнить танк жидким кислородом исключительно просто. Проследим эту работу на кислородном заводе.
Вот на завод прибывает грузовик с пустым танком. С помощью гибкого шланга пустой транспортный танк соединяется с танком, в котором хранится кислород. Поворотом вентиля плотно закрывается труба, соединяющая внутренний сосуд танка с атмосферой. Испаряющийся кислород не находит себе выхода. Давление в верхней части танка увеличивается. Расширяющийся газ давит на жидкость и заставляет ее перетекать по шлангу в пустой танк. Для того чтобы заполнить полуторатонный транспортный танк жидким кислородом, требуется не больше 10–15 минут. После этого шланг снимается, и кислород направляется к своему потребителю.
Кто же и для каких целей использует эту холодную светло-голубую жидкость?
ОКСИЛИКВИТЫ
Читателю, вероятно, известен такой опыт. Тлеющая лучина, введенная в сосуд с газообразным кислородом, вспыхивает ослепительно ярким пламенем и быстро сгорает. Кислород активно поддерживает горение. Если поджечь спичкой кусок угля, дерева или ваты, пропитанный жидким кислородом, пламя будет еще ярче.
В обычных условиях жидкий кислород очень быстро испаряется. При этом каждый литр жидкости превращается почти в 800 литров газообразного кислорода. В атмосфере чистого кислорода углерод и вещества, богатые углеродом, сгорают почти мгновенно, как порох, образуя большое количество газообразных продуктов горения. И если такое сжигание вести в закрытом сосуде, то давление очень быстро возрастет, произойдет огромной силы взрыв, и сосуд разлетится на мелкие куски.
Таким образом, пористые горючие вещества, пропитанные жидким кислородом, обладают способностью взрываться. Эти вещества называются оксиликвитами. Оксиликвиты дают взрыв такой же силы, как и динамит.
В Советском Союзе оксиликвиты применялись еще в годы первой сталинской пятилетки при строительстве Днепровской гидроэлектрической станции, а также при разработке залежей апатитов в Хибинах, на Коунрадских медных рудниках и на других горно-рудных предприятиях. В годы Великой Отечественной войны оксиликвиты заменяли на отдельных рудниках обычные аммиачно-селитренные взрывчатые вещества. Это позволило дать фронту больше взрывчатки, столь необходимой для разгрома врага.
Как же используют кислород при взрывных работах в горно-рудной промышленности?
СОЛОМА, КОТОРАЯ МОЖЕТ ВЗРЫВАТЬСЯ
Основой оксиликвита является поглотитель — какое-нибудь пористое вещество, содержащее много углерода и способное впитывать жидкий кислород. Особенно ценный поглотитель — сажа. Она содержит до 99 процентов чистого углерода и способна впитать в себя жидкого кислорода больше, чем любое другое вещество. Очень хорошо поглощают жидкий кислород древесный уголь и опилки. Для изготовления оксиликвитов можно брать также и солому, сено, сухой камыш, таежный торф-сфагнум.
Вещество-поглотитель предварительно измельчают и тщательно перемешивают в особых вращающихся металлических барабанах. Тогда поглотитель становится однородным, а это повышает его взрывные свойства. Когда смесь станет достаточно мелкой и однородной, она поступает к набивочным станкам. В этих станках поглотителем наполняются бумажные или картонные гильзы. Часто оболочкой для поглотителей вместо бумаги служит дешевая ткань.
Если поглотитель готовится из соломы или древесины, его просто спрессовывают в брикеты.
Незадолго до начала взрывных работ, когда во взрываемых породах уже проделаны ряды глубоких отверстий — скважин, рабочие приступают к пропитке патронов жидким кислородом. Патроны с поглотителем помещаются в термосы — специальные сосуды с двойными стенками, между которыми находится слой вещества, плохо проводящего тепло. Затем термосы наполняются жидким кислородом.
Разница в температурах кислорода и поглощающего вещества сначала очень велика, и жидкий кислород бурно кипит и испаряется. Когда температуры выравняются, жидкость начнет проникать во все поры поглотителя, и патроны сделаются тяжелыми, твердыми и очень холодными. К таким патронам уже нельзя прикасаться незащищенной рукой — может произойти сильное обморожение. Оксиликвиты вынимаются из термоса особыми щипцами или крючьями.
В специальные отверстия, заранее сделанные в патронах, вставляются капсюли или электрические детонаторы, и оксиликвиты осторожно опускаются в скважины.
Проворно работают взрывники-оксиликвитчики. В их распоряжении немного времени. Жидкий кислород быстро улетучивается из патронов и их взрывные свойства постепенно ослабевают. Срок «жизни» оксиликвита невелик. Маленькие патроны теряют способность взрываться уже через 15–20 минут после пропитки. «Жизнедеятельность» больших оксиликвитных патронов
