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高純氣體

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2017/1/12     瀏覽次數:    

氧


工業制法

1、分離液態空氣法

  在低溫條件下加壓,使空氣轉變為液態,然后蒸發,由于液態氮的沸點是‐196℃,比液態氧的沸點(‐183℃)低,因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來,剩下的主要是液態氧。

  空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同,從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預冷、凈化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質)、然后進行壓縮、冷卻,使之成為液態空氣。然后,利用氧和氮的沸點的不同,在精餾塔中把液態空氣多次蒸發和冷凝,將氧氣和氮氣分離開來,得到純氧(可以達到99.6%的純度)和純氮(可以達到99.9%的純度)。如果增加一些附加裝置,還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產出的氧氣,經過壓縮機的壓縮,最后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存,或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產氧氣,雖然需要大型的成套設備和嚴格的安全操作技術,但是產量高,每小時可以產出數千、萬立方米的氧氣,而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣,所以從1903年研制出第一臺深冷空分制氧機以來,這種制氧方法一直得到廣泛的應用。

2、膜分離技術

  膜分離技術得到迅速發展。利用這種技術,在一定壓力下,讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜,可得到含氧量較高的富氧空氣。利用這種膜進行多級分離,可以得到百分之九十以上氧氣的富氧空氣。

3、分子篩制氧法(吸附法)

  利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先,用壓縮機迫使干燥的空氣通過分子篩進入抽成真空的吸附器中,空氣中的氮分子即被分子篩所吸附,氧氣進入吸附器內,當吸附器內氧氣達到一定量(壓力達到一定程度)時,即可打開出氧閥門放出氧氣。經過一段時間,分子篩吸附的氮逐漸增多,吸附能力減弱,產出的氧氣純度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮,然后重復上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧機已經開發出來,便于家庭使用。

4、電解制氧法

  把水放入電解槽中,加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度,然后通入直流電,水就分解為氧氣和氫氣。每制取一立方米氧,同時獲得兩立方米氫。用電解法制取一立方米氧要耗電12~15千瓦小時,與上述兩種方法的耗電量(0.55~0.60千瓦小時)相比,是很不經濟的。所以,電解法不適用于大量制氧。另外同時產生的氫氣如果沒有妥善的方法收集,在空氣中聚集起來,如與氧氣混合,容易發生極其劇烈的爆炸。所以,電解法也不適用家庭制氧的方法。


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