工業(yè)上制取氧氣的方法分離液態(tài)空氣法

2024-06-27 14:37:51文/李可欣

工業(yè)上制取氧氣的方法一般采用分離液態(tài)空氣法、膜分離技術(shù)、吸附法等制取氧氣。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。吸附法制取氧氣。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(lái)。

工業(yè)上制取氧氣的方法

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(shí)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(shí)，與上述兩種方法的耗電量(0.55～0.60千瓦小時(shí))相比，是很不經(jīng)濟(jì)的。所以，電解法不適用于大量制氧。

另外同時(shí)產(chǎn)生的氫氣如果沒(méi)有妥善的方法收集，在空氣中聚集起來(lái)，如與氧氣混合，容易發(fā)生極其劇烈的爆炸。所以，電解法也不適用家庭制氧的方法。

膜分離技術(shù)制取氧氣的方法是利用膜分離技術(shù)，在一定壓力下，讓空氣通過(guò)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(jìn)行多級(jí)分離，可以得到百分之九十以上氧氣的富氧空氣。

吸附法制取氧氣。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(lái)。首先，用壓縮機(jī)迫使干燥的空氣通過(guò)分子篩進(jìn)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(jìn)入吸附器內(nèi)，當(dāng)吸附器內(nèi)氧氣達(dá)到一定量(壓力達(dá)到一定程度)時(shí)，即可打開(kāi)出氧閥門(mén)放出氧氣。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產(chǎn)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(fù)上述過(guò)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(jī)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，便于家庭使用。

分離液態(tài)空氣法

由于空氣中大約含有21%的氧氣，所以這是工業(yè)制取氧氣的既廉價(jià)又易得的最好原料。

工業(yè)上制氧氣采用的是分離液態(tài)空氣法：在低溫條件下加壓，使空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣，然后蒸發(fā)。由于液態(tài)氮的沸點(diǎn)比液態(tài)氧的沸點(diǎn)低，因此氮?dú)馐紫葟囊簯B(tài)空氣中蒸發(fā)出來(lái)，剩下的主要是液態(tài)氧。

因?yàn)槿魏我簯B(tài)物質(zhì)都有一定的沸點(diǎn)，人們正是利用了物質(zhì)的這一性質(zhì)，在低溫條件下加壓，使空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，然后蒸發(fā)。由于氮的沸點(diǎn)是-196℃，比液態(tài)氧（-183℃）低，因此氮?dú)馐紫葟囊簯B(tài)空氣中蒸發(fā)出來(lái)，剩下的主要就是液態(tài)氧了。