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E. MATHIAS - L.\ LIQUÉFACTION DE L'AIR ET L'EXTRACTION DE SON OXYGÈNE 



la provision primitive d'air liquide extérieur, bien 

 qu'alimentée par l'air liquide formé dans le ser- 

 pentin, va constamment en décroissant jusqu'à com- 

 plète disparition. 



Dans un brevet ultérieur', R. Pictet fait usage, 

 pour la vaporisation continue et progressive de 

 l'air liquide, d'une rigole enroulée sur elle-même 

 en forme de spirale. Dans l'air liquide qui remplit 

 partiellement celte rigole est immergé un serpen- 

 tin rempli d'air comprimé à 2 ou 3 atmosphères 

 environ. Cet air se liquéfie en vaporisant le liquide 

 de la rigole et se décharge ensuite dans celle-ci 

 comme dans le procédé précédent. Quant aux gaz 

 vaporisés, ils sont recueillis au moyen de cloches 

 convenablement disposées. 



Ce dispositif est d'une grande simplicité ; en 

 outre, l'air y est liquéfié d'une façon méthodique, 

 car le gaz comprimé est mis en contact successive- 



Fig. H. — Schéma du procédé Claiida par liquéfaction ; ar- 

 ticllii avec retour en arrière. ^ T, amenée d'ail-; F, fais- 

 ceau liquéfaoteur; V, récipient vapociseur; G, collecteur 

 lie liquiile ; H, tube de remontée du liquide ; M, échan- 

 geur à azote; N, échangeur à oxygène. 



ment avec des liquides de plus en plus froids, et 

 non de plus en plus chauds, comme c'était le cas 

 dans tous les procédés étudiés jusqu'ici. 



Nous terminerons l'exposé des procédés de vapo- 

 risation fractionnée de l'air liquide par la liquéfac- 

 tion pnrtiellu avec retour en arrière dueàG. Claude. 



Considérons la figure 11. L'air froid sous pression, 

 lors de son ascension dans le faisceau F, se liqué- 

 fie progressivement. C'est d'abord du liquide à 

 -iS^/oqui se forme; mais, à mesure que l'air monte, 

 il s'épuise en oxygène et abandonne des liquides 

 de plus en plus pauvres et de plus en plus froids. 

 Le liquide, pauvre et froid, obtenu dans les régions 

 supérieures et moyennes de F, retombe en vertu 

 de son poids en sens inverse des gaz ascendants. 

 Il vient donc en contact avec un gaz progres^sive- 

 mentplus riche en oxygène que celui qui lui a 

 donné naissance. En vertu de la courbe de Baly, 



. ' U. I'igtet; Brevet français n° 322GU0 du 28 juin 1902. 



l'équilibre n'est possible que si une partie de l'oxy- 

 gène gazeux se liquéfie en vaporisant une quantité 

 correspondante de l'azote du mélange liquide. Le 

 même fait se répétant sur toute la longueur du fais- 

 ceau, on obtiendra en définitive un liquide conte- 

 nant 48 7» d'oxygène et un gaz résiduel qui 

 s'échappe à la partie supérieure du faisceau F et 

 qui est de l'azote ne retenant que de petites quan- 

 tités d'oxygène. Cet azote est envoyé dans l'échan- 

 geur M en sens contraire de l'air comprimé qui 

 arrive. Le liquide formé tombe dans le collecteur C 

 et est amené par R dans le récipient V, où il est 

 vaporisé. Les vapeurs riches en oxygène ainsi pro- 

 duites parcourent l'échangeur N en sens contraire 

 de l'air comprimé qui arrive. La supériorité de 

 cette méthode sur celles qui précèdent est évidente. 

 Tout d'abord, on obtient directement de l'azote pra- 

 tiquement pur. D'autre part, l'obtention d'un 

 liquide contenant tout l'oxygène et titrant 48° „ au 

 lieu de 21 »/„ économise la perte d'un tiers de 

 l'oxygène qui, dans l'évaporation fractionnée du 

 liquide, s'échapperait à des teneurs intermédiaires 

 entre 21 et 48 "/o. 



§ 2. — Séparation de l'oxygène et de l'azote. 



La séparation de l'air en deux fractions, l'une 

 riche en azote, l'autre en oxygène, ne répond pas 

 d'une façon satisfaisante aux besoins actuels de 

 l'industrie, qui exigent de l'oxygène sensiblement 

 pur. Nous sommes donc conduits à aborder le se- 

 cond problème posé page 704, savoir la séparation 

 économique de l'air en azole et oxygène purs par 

 des méthodes exclusivement physiques. On y arrive 

 en appliquant à l'air liquide, mélange de deux corps 

 n'ayant aucune action chimique l'un sur l'autre, 

 les principes généraux de la rectification. 



Le premier chercheur qui ait poursuivi la réali- 

 sation de ce but est le savant canadien Lesueur'. 

 La partie de son appareil où sefifectue la rectifica- 

 tion (fig. 12) se compose d'un certain nombre de 

 plateaux concentrateurs os, 5/;, Se, formant par 

 leur superposition une sorte de colonne; ces com- 

 partiments sont remplis partiellement de mélanges 

 liquides d'oxygène et d'azote. Dans l'axe de la co- 

 lonne est un serpentin liquéfacteur 21, baignant 

 dans les liquides des différents compartiments; ce 

 serpentin est rempli d'air sous pression, qui se 

 liquéfie partiellement en fournissant un liquide 

 riche en oxygène et tombe à la partie inférieure 8. 

 Les gaz issus du concentrateur ob sous l'in- 

 fluence de la pression soulèvent la soupape S-ia 

 et traversent le liquide du plateau 5;;. En s'élevant 

 de bas en haut à travers ce liquide, une partie de 

 l'oxygène du gaz se liquéfie en vaporisant une 



Lesuelii : Brevet français n" 301.300 du 15 juin 1900. 



