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武汉顺安气体有限公司

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工业制氧,叩响大规模制取氧气的神秘之门

  在工业领域,东西湖氧气宛如一位无处不在的 “幕后英雄”,广泛应用于冶金、化工、医疗等众多行业。那么,工业上究竟如何大规模制取氧气,以满足各行业庞大的需求呢?


  目前,分离液态空气法是工业制取氧气较为常用的方法之一。我们都知道,空气是由多种气体混合而成,其中氧气约占 21%,氮气约占 78%,还有少量其他气体。分离液态空气法正是利用了空气中各成分沸点的不同来实现氧气的分离。


  其制取过程大致如下:首先,将空气进行净化处理,去除其中的灰尘、杂质以及水蒸气等,以保证后续操作的顺利进行。净化后的空气进入压缩机,被压缩至高压状态,这一过程会使空气温度升高。随后,高温高压的空气进入冷却器,通过冷却介质将其温度降低,使其逐渐液化。接着,液化后的空气被送入精馏塔。精馏塔是整个分离过程的核心设备,在精馏塔内,液态空气在不同温度层发生多次蒸发和冷凝。由于氮气的沸点为 - 196℃,氧气的沸点为 - 183℃,氮气沸点更低,更容易挥发。在精馏塔的底部,温度相对较高,液态氧气逐渐富集;而在精馏塔的顶部,氮气则率先变成气态逸出。通过这样的精馏过程,最终在精馏塔的不同部位分别收集到较为纯净的氮气和氧气。


  除了分离液态空气法,膜分离技术也在工业制氧中崭露头角。膜分离技术是基于某些高分子膜对不同气体具有不同渗透率的特性来实现气体分离。当空气在一定压力下通过这些特殊的膜时,氧气分子由于其较小的分子尺寸和较高的活性,能够较快地透过膜,而氮气等其他气体分子则相对较难通过。通过这种方式,在膜的另一侧就可以得到氧气含量较高的富氧空气。膜分离制氧装置具有设备简单、操作方便、占地面积小等优点,尤其适用于一些对氧气纯度要求不是特别高,但需要随时制取小批量氧气的场合,如小型化工企业、水产养殖增氧等。


  此外,还有变压吸附法。该方法利用吸附剂对不同气体在不同压力下吸附能力的差异来分离空气制取氧气。在高压条件下,吸附剂对氮气等杂质气体有较强的吸附能力,而对氧气的吸附相对较弱,从而使通过吸附塔的空气中氧气含量增加;当压力降低时,被吸附的杂质气体从吸附剂上解吸出来,吸附剂得以再生,可重复使用。变压吸附制氧装置能灵活调整产氧规模,自动化程度较高,在工业生产中也有广泛应用。


  工业上大规模制取氧气的方法各有千秋,它们在不同的应用场景中发挥着重要作用,为现代工业的蓬勃发展提供了不可或缺的基础支持。随着科技的不断进步,工业制氧技术也将持续创新,以更经济的方式满足日益增长的氧气需求。