氧氣生產(chǎn)的辦法
人類無法從自然界中直接獲取氧氣,氧一般以混合氣體和氧化物的形式存在于自然界。氧氣的制取方法有化學(xué)法,水電解法,和空氣分離法等,空氣分離法包括:低溫法,變壓吸附和膜分離法等。
電解法是以水為原料,用電解的方法制取氧氣,每制1m3氧氣耗電量大約12~15Kwh,耗電量太大,也不能用于大量氧氣生產(chǎn)。
低溫法:
低溫法以空氣為原料,將空氣壓縮冷卻,并使空氣液化,利用氧,氮組分沸點(diǎn)的不同,通過精餾使氧氮分離,從而得到氧氣和氮?dú)猱a(chǎn)品。
低溫法是目前大規(guī)模生產(chǎn)氧氣的經(jīng)濟(jì)而有效的方法。
變壓吸附法
變壓吸附(PSA)法,該法是基于分子篩對(duì)空氣中的氧,氮組分選擇性吸附而使空氣分離獲得氧氣。當(dāng)空氣經(jīng)過壓縮,通過裝有分子篩的吸附塔時(shí),氮?dú)夥肿觾?yōu)先被吸附,氧分子留在氣相中,而成為氧氣。吸附達(dá)到平衡時(shí),利用減壓或抽真空將分子篩表面所吸附的氮分子驅(qū)除,恢復(fù)分子篩的吸附能力。為了連續(xù)提供氧氣,裝置通常設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸附塔,一個(gè)塔吸附產(chǎn)氧,另一個(gè)塔解吸。
變壓吸附(VPSA)法能夠生產(chǎn)純度90~95%的氧氣,流程簡(jiǎn)單,常溫下工作,自動(dòng)化水平高,可實(shí)現(xiàn)無人化管理,特別是安全性好,真空解吸流程時(shí),裝置操作壓力低,容器等不受壓力容器規(guī)范控制。
由于變壓吸附(VPSA)法分子篩用量大,其規(guī)模受到一定限制,一般適合于小于10000m3/h的場(chǎng)合。
膜分離法:
膜分離是利用有機(jī)聚合膜的滲透選擇性,從氣體混合物中分離出富氧氣體。目前膜分離氮?dú)猓瑲錃饧夹g(shù)日趨成熟,但膜分離制氧技術(shù)有待于進(jìn)一步研究和提高。