工业氧气设备的制氧方法

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工业生产则需考虑原料是否易得、价格是否便宜、成本是否低廉、能否大量生产以及对环境的影响等。空气中约含21%的氧气,这是制取氧气的廉价、易得的原料。下面就为大家介绍一下工业氧气设备制氧方法。

首先,工业制氧设备的原理

利用空气分离技术,先对空气进行高密度压缩,然后利用空气中各种成分的凝点差异,在一定温度下将其与气体和液体分离,再进一步精馏。工业氧气一般是通过这种物理方法获得的。制氧机也叫空分设备。根据产品数量,可分为800m3/h以下的小型设备;1000-6000m3/h中型设备;10000m3/h以上的大型设备。所谓800m3/h和1000-6000 m3/h是指空分塔制氧装置每小时的产量。

二、空气冷冻分离法

空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧和氮的沸点不同,从空气中制取氧气的方法称为空气分离法。首先将空气预冷净化(除去空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质),然后压缩冷却使之成为液态空气。然后,利用氧和氮的沸点差,在蒸馏塔中多次蒸发冷凝液态空气,分离氧和氮,得到纯氧(纯度可达99.6%)和纯氮(纯度可达99.9%)。如果增加一些附加装置,也可以提取空气中含量很少的氩、氖、氦、氪、氙等稀有惰性气体。空气分离装置产生的氧气由压缩机压缩,最后将压缩后的氧气放入高压钢瓶储存,或通过管道直接输送到工厂和车间使用(原创www.isoyu.com版权)。用这种方法生产氧气需要大型成套设备和严格的安全操作技术,但产量高,每小时能生产几干万立方米的氧气,消耗的原料只是空气,不需要购买、运输或储存在仓库里。因此,自从1903年开发出第一台低温空气分离制氧机以来,这种制氧方法得到了广泛的应用。

三.吸附法

利用氮分子比氧分子大的特点,用特殊的分子筛从空气中分离氧气。首先,压缩机用于迫使干燥空气通过分子筛进入真空吸附器。空气中的氮分子被分子筛吸附,氧气进入吸附器。当吸附器中的氧气达到一定量(压力达到一定程度)时,可以打开氧气出口阀释放氧气。经过一段时间后,分子筛吸附的氮气逐渐增多,吸附能力减弱,产生的氧气纯度下降。必须用真空泵抽出吸附在分子筛上的氮气,然后重复上述过程。这种制氧的方法也叫吸附法。研制了一种小型吸附式制氧机,便于家庭使用。

四.电解制氧

将水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解程度,然后引入直流电将水分解成氧气和氢气。每生产一立方米氧气,就同时获得两立方米氢气。电解制取一立方米氧气的耗电量为12-15千瓦时,与上述两种方法的耗电量(0.55-0.60千瓦时)相比,非常不经济。所以电解不适合大规模制氧。另外,同时产生的氢气如果收集不当,会聚集在空气中,如果与氧气混合,很容易发生极其剧烈的爆炸。所以电解不适合家用制氧。