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工業制氧氣的方法和原理

2025-04-22

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您提供的信息已經很詳細地描述了工業上制取氧氣的主要方法——分離液態空氣法,以及其他輔助方法如變壓吸附法、膜分離法和化學法。這里對這些內容進行一個簡要的總結與補充:

 分離液態空氣法

 原理:基于空氣中氮氣(沸點196℃)和氧氣(沸點183℃)的沸點差異,通過低溫加壓技術將空氣液化,并利用精餾技術實現兩者的分離。

 關鍵步驟:

   預處理:去除空氣中的水分、二氧化碳等雜質,以避免它們在低溫下凍結堵塞設備。

   壓縮與液化:空氣被壓縮并通過深度冷凍技術液化。

   精餾分離:液態空氣進入精餾塔,利用不同組分的沸點差異進行分離。

 其他工業制氧方法

 變壓吸附法:適用于小型設備或醫療領域,利用分子篩選擇性吸附氮氣來富集氧氣。

 膜分離法:使用選擇性滲透膜來分離氧氣,但得到的氧氣純度相對較低(約90%),需要多級分離提高純度。

 化學法:例如電解水,雖然也能產生氧氣,但由于能耗高,通常只用于特殊場景。

 技術發展與改進

隨著技術的發展,制氧技術不斷進步,包括優化冷凍循環效率、提升裝置規模等方面,以滿足日益增長的需求。

特別是中國自20世紀50年代起,在制氧裝置的大規模化方面取得了顯著進展,實現了每小時數千至數萬立方米的產能。

這種綜合應用物理分離技術、吸附技術以及膜分離技術的方法,能夠有效地根據不同的需求提供相應的解決方案,不僅提高了氧氣生產的效率和純度,同時也降低了成本。


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