Баллоны для перевозки сжатых газов должны быть очень прочными. Они делаются из массивных стальных труб, изготовленных без шва. Сталь для труб должна быть высокого качества, и баллоны эти обходятся очень дорого. Пустой 40-литровый баллон весит около 80 килограммов — в 9 раз больше, чем помещаемый в него газ. Представьте себе, что кислород нужно перевозить на значительные расстояния. Здесь-то и скажутся преимущества жидкого кислорода.
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.