工業(yè)制氧是指通過特定的設(shè)備和工藝,將空氣中的氮?dú)夂推渌s質(zhì)分離出來,從而獲得高純度的氧氣。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域。本文將介紹工業(yè)制氧的原理及方法。
一、原理
工業(yè)制氧的原理基于空分技術(shù),即利用空氣中各組分在吸附劑上的不同吸附性能進(jìn)行分離。一般采用分子篩或活性炭等物質(zhì)作為吸附劑,在一定壓力下,將空氣通過吸附劑床層,由于氮?dú)夂推渌s質(zhì)的吸附能力大于氧氣,因此被吸附下來,而純凈的氧氣則被收集起來。
二、方法
1. 壓縮空氣法:將自然界中含有78%的氮和21%的氧混合在一起形成壓縮空氣,在經(jīng)過精密處理后再進(jìn)行分離。這種方法適用于生產(chǎn)小規(guī)模高濃度(90-95%)純凈度要求不高的工業(yè)用途。
2. 冷凝法:將壓縮空氣冷卻至液態(tài),再通過分離器將氧和氮分離。這種方法適用于生產(chǎn)高濃度(99.5%以上)純凈度要求較高的醫(yī)療和科研用途。
3. 膜法:利用特殊的膜材料對(duì)氧和氮進(jìn)行分離,這種方法不需要高壓,且設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作。但膜材料的選擇和制造技術(shù)對(duì)純凈度有很大影響。
三、應(yīng)用
工業(yè)制氧廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,如:
1. 化工:用于合成氧化物、煙火等。
2. 醫(yī)療:用于呼吸機(jī)、手術(shù)室等。
3. 食品加工:用于保鮮、提高酒精發(fā)酵速度等。
4. 航空航天:用于飛機(jī)上的氧氣面罩、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等。
總之,工業(yè)制氧是一項(xiàng)重要的技術(shù),為各個(gè)領(lǐng)域提供了必不可少的支持。