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工业上大规模生产氧气广泛采用液态空气分馏法。首先使空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质,进入压缩机压缩,再经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。在这里分子筛可使氮气、氧气等较小分子通过,起到筛选分子的作用。然后进行冷却、降压,当温度降至—170℃左右时,空气开始部分液化进入精馏塔,根据空气中各气体的不同沸点进行分馏。液态氧的沸点比液态氮的沸点高,两者相比液氮更易气化。经多步分馏可以得到99%以上的纯氧,同时得到氮气和提取稀有气体的原料。这种方法工艺复杂。如果需用纯度不高的氧气,可用分子筛吸附法分离空气,制得氧气。特定的分子筛对氮的吸附能力比氧大,当空气通过分子筛床后,流出的气体含氧量较高,经多次吸附可得含氧70~80%的气体。这种方法是常温操作,循环周期短,易于实现自动化。另外,如需高纯度氧气,可采用电解水法生产,此法成本高,只适于小型生产。从空气中分离出的氧气,一般是加压贮存在天蓝色的钢瓶中,以供工业、医疗或其它方面使用。
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提取氧气的方法很多,主要方法介绍一下:
1)深冷制氧。就是将空气通过深冷技术,液化,再进行精馏,得到液氧,同时生产氮气、氩气等气体。规模大,纯度高,成本低,是主要的氧气来源。
2)变压吸附制氧。通过吸附剂,将氮气吸附,得到氧气。该方法氧气纯度较低,含有氩气,成本低,规模大,也是工业上常用的制氧方法,比如煤化工厂大多采用这种方式制氧。
3)电解水制氧。氧的纯度高,成本也很高,能耗巨大,需要少量氧气时使用。
4)实验室制备。比如氯酸钾分解,高锰酸钾分解等,实验室里制备少量氧气。
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我是公众科技网的签约作者“可怕的芹川仁菜”!
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本文概览:工业上大规模生产氧气广泛采用液态空气分馏法。首先使空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质,进入压缩机压缩,再经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。在这里分子筛可使氮气、氧气等较小分子通过,起到筛选分子的作用。然后进行冷却、降压,当温度降至—170℃左右时,空气开始部分液化进入精馏塔,根据空气中各气体的不同沸点进行分馏。液态氧的沸点比液态氮的沸点高,两者相比液氮更易气化。经多步分馏可以得到99%以上的纯氧,同时得到氮气和提取稀有气体的原料。这种方法工艺复杂。如果需用纯度不高的氧气,可用分子筛吸附法分离空