질소나 이산화탄소는 어떻게 액화 시키는건가요?

Question

공장 같은데 보면 질소와 이산화탄소를 액화 상태로 사용하는데요. 기체를 어떻게 액화 상태로 변화 시키는거죠? 액화상태로 변화 시켜도 안전한것인가요? 과학적으로 기체를 액체로 압축시키는것같은데 폭발 가능성은 없을까요?

Answer 1

이산화탄소가 포함된 기체 속에 함유된 다른 기체를 분리시킨 뒤, 저온에서 압력을 가해 만듭니다.

드라이아이스의 경우 영하 78.5도에서 기체에서 고체가 됩니다.

그리고 질소와 이산화탄소가 고체가 되는 것은 액화가 아니라 승화입니다.

Answer 2

안녕하세요. 과학전문가입니다.

현대 제강법은 순수 산소를 필요로 하는데,

공기중에서 산소를 따로 분리하는 가장 쉬운 방법이 공기를 냉각시켜 분리하는 것이다.

이때 비등점 차이로 인해 이산화 탄소와 아르곤이 먼저 액화되거나 응결되며, 그 다음에 영하 183℃에서 원하던 액체산소를 얻을 수 있다.

그리고 산소를 분리해내고 나면 영하 183℃로 냉각된 질소가 부산물로 남게 되는데, 질소의 비등점은 영하 196℃이므로 약간만 더 온도를 낮추면 액체질소를 얻을 수 있다.

포스코 같은 거대 제철소는 대부분 자체적으로 액체산소 생산설비를 갖고 있어서 부산물로 나오는 액체질소를 값싸게 공급한다.

공기 중 질소 비가 높아서 냉각할 때 액체 산소보다 훨씬 많이 나오는데 수요는 훨씬 적으니 그만큼 싸게 팔릴 수 밖에 없는 것이다

액체질소는 불연성이라서 화재/폭발사고의 위험이 전혀 없는 반면 액체산소는 인화성물질과 격렬히 반응하므로 화재/폭발사고의 위험이 상당히 높다