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工業制氧的過程是什麼

生活 更新时间:2024-10-08 20:20:27

工業制氧的方法一般有四種,包括物理分離液态空氣的方法、分子篩制取氧氣的方法(又稱為吸附法)、膜脫離法和電解制氧法。其中使用得最多的還是分離液态空氣的方法。

工業制氧的過程是什麼(工業制氧的方法)1

分離液态空氣法分成兩個步驟:1、利用熱脹冷縮和分子間的間隙,在低溫的條件下加壓,使空氣液化;2、然後控制溫度使氮氣從空氣中分離出來。因為液态氮的沸點是零下196度,而液态氧的沸點是零下183度。不過由于加壓使分子間的間隙變小的原因,它們的沸點都會有相應的升高。但是液态氮的沸點始終要比液态氧低,因此隻要控制溫度,使溫度在它們的沸點之間,就可以使氮氣蒸發,剩下的就是液态氧了。

工業制氧的過程是什麼(工業制氧的方法)2

當然分離液态空氣法還有一些其它具體的步驟,比如需要把空氣預冷,還要淨化掉其中的某些雜質等。得到的氧氣純度可以達到99.6%,氮氣純度更是高達99.9%。如果增加附加裝雷,還能提取出稀有的惰性氣體。而且這種方法的成本低,産量大,技術要求也不高,所以是工業制氧氣的第一選擇。1903年,德國林德公司就制造了世界上第一台深冷空氣制氧機,至今已有100多年的曆史。

工業制氧的過程是什麼(工業制氧的方法)3

分子篩制氧法是一項科技含量比較高的制取氧氣的方法。它利用的是氮分子大于氧分子的性質,使用高科技制取的分子篩,好像篩細沙一樣,把氧分子從空氣中篩出來,從而實現分離氧氣的辦法。分子篩被安裝于吸附器的入口處,用壓縮機把幹燥的空氣壓入真空的吸附器時,由于氮分子比較大,就被分子篩吸附住,氧分子較小才能通過分子篩進入吸附器。

工業制氧的過程是什麼(工業制氧的方法)4

這種方法對技術的要求比較高,是現代才出現的制氧氣方法,它的最大缺點是每次制取的氧氣量少,需要反複制取,而分子篩上面一旦吸附了太多氮分子,就會影響制取的速度和氧氣的純度,因此隻适合小型制氧,可以作為家用或醫用的制氧裝備。

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膜分離法是膜分離技術的應用,也是現代技術應用的一種制取氧氣的方法。它是在一定的壓力下,讓空氣通過具有集氧功能的薄膜,通過多層膜分離,以提高氧氣的純度的一種制取氧氣的方法。其缺點基本上和分子篩制氧法相同。

工業制氧的過程是什麼(工業制氧的方法)6

電解制氧法是最接近實驗室制取氧氣的一種方法。上面三種方法都是運用空氣和氧氣的物理性質來制取氧氣的。而這種方法則是利用水的化學性質來制取氧氣的。它利用水電解分解成氧氣和氫氣,在制取氧氣的同時還能制取氫氣。不過這種方法耗電量驚人,非常不經濟,隻有在動能過剩的時候,才有可能考慮把動能轉化成為電能,用于電制水制取氧氣,制取的量也相當少。

工業制氧的過程是什麼(工業制氧的方法)7

至于實驗利用高錳酸鉀和氯酸鉀,根本就不可能運用到工業中,那隻是在實驗室研究極少量的氧氣制取時,才使用的方法。

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