工業(yè)制氧:
實(shí)驗(yàn)室中常用過(guò)氧化氫或高錳酸鉀分解制取氧氣的方法,具有反應(yīng)快、操作簡(jiǎn)便、便于收集等特點(diǎn),但成本高,無(wú)法大量生產(chǎn),只能用于實(shí)驗(yàn)室中。工業(yè)生產(chǎn)則需考慮原料是否易得、價(jià)格是否便宜、成本是否低廉、能否大量生產(chǎn)以及對(duì)環(huán)境的影響等。 空氣中約含21%的氧氣,這是制取氧氣的廉價(jià)、易得的原料。工業(yè)制氧
工業(yè)制氧的方法:
1、空氣冷凍分離法
空氣中的主要成分是氧氣和氮?dú)狻@醚鯕夂偷獨(dú)獾姆悬c(diǎn)不同,從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預(yù)冷、凈化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳?xì)浠衔锏葰怏w和灰塵等雜質(zhì))、然后進(jìn)行壓縮、冷卻,使之成為液態(tài)空氣。然后,利用氧和氮的沸點(diǎn)的不同,在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝,將氧氣和氮?dú)夥蛛x開來(lái),得到純氧(可以達(dá)到99.6%的純度)和純氮(可以達(dá)到99.9%的純度)。如果增加一些附加裝置,還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產(chǎn)出的氧氣,經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的壓縮,最后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存,或通過(guò)管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產(chǎn)氧氣,雖然需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù),但是產(chǎn)量高,每小時(shí)可以產(chǎn)出數(shù)干、萬(wàn)立方米的氧氣,而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運(yùn)、不用倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的空氣,所以從1903年研制出第一臺(tái)深冷空分制氧機(jī)以來(lái),這種制氧方法一直得到最廣泛的應(yīng)用。
2、分子篩制氧法(吸附法)
利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來(lái)。首先,用壓縮機(jī)迫使干燥的空氣通過(guò)分子篩進(jìn)入抽成真空的吸附器中,空氣中的氮分子即被分子篩所吸附,氧氣進(jìn)入吸附器內(nèi),當(dāng)吸附器內(nèi)氧氣達(dá)到一定量(壓力達(dá)到一定程度)時(shí),即可打開出氧閥門放出氧氣。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,分子篩吸附的氮逐漸增多,吸附能力減弱,產(chǎn)出的氧氣純度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮,然后重復(fù)上述過(guò)程。這種制取氧的方法亦稱吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧機(jī)已經(jīng)開發(fā)出來(lái),便于家庭使用。