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Moin!
Ich brauch mal eine Wie-geht-das-Idee. Ich will für ein einmaliges bzw. höchstens selten wiederholtes Experimnent ganz schnell (das sollte in höchstens einer Viertelstunde über die Bühne gehen) ca.
200-500 g Argongemisch mit mehr als 50 % Argonkonzentration aus atmosphärischer Luft extrahieren.Also nochmal: Da ist Luft bei üblichen Umgebunsgbedingungen (irgendwas um die 300 K oder auch sommerlicher, ca. 1 bar). Die wird mit einem ordentlichen Gebläse über ein weites Rohr Luft von einer Probennahmestelle angesaugt. Aus dem Probenstrom will ich möglichst schnell eine große Menge Argon extrahieren. Es ist dabei nicht notwendig, dem Luftstrom das Argon vollständig zu entziehen (reicht völlig, wenn ich davon nur 10 % oder sowas erwische und der Rest in die Abluft übergeht, Hauptsache, ich kriege möglichst viel Argon in meinen Probennahmebehälter), und es ist auch nicht notwendig, daß das angereicherte Argon rein ist (darf also ruhig zur Hälfte aus anderen Gasen bestehen), es muß nur drastisch aufkonzentriert sein.
Also nehmen wir mal an, in dem aufgefangenen Gas wären dann im Endeffekt 200 g reines Argon enthalten. Das wäre die Menge aus ungefähr 20 m^3 Luft, und wenn der Abscheidegrad schlecht ist, vielleicht aus der zehnfachen Menge, also 200 m^3. Wenn ich das in einer Viertelstunde "durch" haben will, dann muß ich also einen Volumenstrom von ca. 200 l/s bewältigen.
Wie kriege ich da nun Argon rausgefiltert?
Die erste Idee "ins Grobe": Auskondensieren.
Siedepunkte Argon: 87,3 K Sauerstoff: 90,2 K Stickstoff: 77,36 K
Ar und O2 kriegt man durch Abkühlung also nicht vernünftig getrennt.
Damit würde es sich also anbieten, sich einen Verbrennungsmotor zu besorgen, der das Sauggebläse antreibt, und den Sauerstoff daruas zu entfernen, indem er den Luftstrom als Motoransaugluft verwendet. Der Abgasstrom ist danach relativ sauerstoffarm.
Den kann ich dann, u. a., um ihn vorzukühlen, durch eine alkalische Wasservorlage (z. B. Kalkmilch) leiten, wodurch CO2 abgetrennt wird. Schließlich brauche ich dann noch einen großen Topf LN2, der das kalte Ende eines Gegenstromwärmetauschers kühlt. Der Abgasstrom wird jetzt einmal vorwärts und wieder zurück durch den Wäremtauscher geleitet, wobei er sich auf dem Hinweg zunehmend abkühlt und dann an einer Stelle das Wasser auskondensiert - das wird von einer Pumpe abgesaugt und verworfen.
Im weiteren wird die vorgetrocknete Luft noch auf ca. 80 K heruntergekühlt und läßt unterwegs das restliche CO2 sublimieren, danach kondensiert das Argon aus. Das läßt man in eine vorgekühlte Druckflasche reinlaufen und dreht die dann halt zu, wenn genug Ar drin ist, also spätestens nach der o. a. Viertelstunde (schneller geht natürlich auch). Die so befüllte Argonflasche läuft dann mit mir schnellstens ins Labor zum geheimen Teil des Experiments.
Soweit das - geht das auch einfacher?
(Nein, einfach eine Flasche Argon zu bestellen, ist keine Alternative: Die Probe muß schon vom Probennahmeort stammen. Und es muß wirklich so verflucht schnell gehen - Viertelstunde ist Limit, hat seine Gründe. Und "nichts kosten" muß es natürlich auch.)
Wie macht man das? Klappt das wir skizziert, oder ist da ein Bug drin?
Was wäre die Alternative? Kann man Ar auch mit Molekularsieben oder sowas rausfischen?
Gruß aus Bremen Ralf