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氧气的生产方法
2023-04-21

 氧气生产的办法

 人类无法从自然界中直接获取氧气,氧一般以混合气体和氧化物的形式存在于自然界。氧气的制取方法有化学法,水电解法,和空气分离法等,空气分离法包括:低温法,变压吸附和膜分离法等。

1.化学法:

 化学法是将氧化物在一定条件下分解,放出氧气。例如:氯酸钾,高锰酸钾等,在加热条件下分解,放出氧气。该法原料贵,生产能力小,故无法生产大量工业用氧。

2.电解法:

 电解法是以水为原料,用电解的方法制取氧气,每制1m3氧气耗电量大约12~15Kwh,耗电量太大,也不能用于大量氧气生产。

3.空气分离法

低温法:

 低温法以空气为原料,将空气压缩冷却,并使空气液化,利用氧,氮组分沸点的不同,通过精馏使氧氮分离,从而得到氧气和氮气产品。

低温法是目前大规模生产氧气的经济而有效的方法。

变压吸附法

 变压吸附(PSA)法,该法是基于分子筛对空气中的氧,氮组分选择性吸附而使空气分离获得氧气。当空气经过压缩,通过装有分子筛的吸附塔时,氮气分子优先被吸附,氧分子留在气相中,而成为氧气。吸附达到平衡时,利用减压或抽真空将分子筛表面所吸附的氮分子驱除,恢复分子筛的吸附能力。为了连续提供氧气,装置通常设置两个或两个以上的吸附塔,一个塔吸附产氧,另一个塔解吸。

 变压吸附(VPSA)法能够生产纯度90~95%的氧气,流程简单,常温下工作,自动化水平高,可实现无人化管理,特别是安全性好,真空解吸流程时,装置操作压力低,容器等不受压力容器规范控制。

 由于变压吸附(VPSA)法分子筛用量大,其规模受到一定限制,一般适合于小于10000m3/h的场合。

膜分离法:

 膜分离是利用有机聚合膜的渗透选择性,从气体混合物中分离出富氧气体。目前膜分离氮气,氢气技术日趋成熟,但膜分离制氧技术有待于进一步研究和提高。