工业分离液态空气制氧气
工业上通常可以利用研究液态氮和液态氧沸点的不同,采用这种分离得到液态环境空气的方法进行制取氧气;工业制氧的方法对于一般有四种,包括学习物理教学分离以及液态空气的方法、分子筛制取氧气的方法(又称为一个吸附法)、膜脱离法和电解制氧法。其中使用得最多的还是通过分离液态空气的方法。
液态空气的分离方法分为两个步骤: 1、利用热膨胀和收缩分子之间的间隙,在低温条件下,加压,使空气液化; 2、然后控制温度,将氮气从空气中分离出来。因为液氮的沸点是 -196度,而液氧的沸点是 -183度。但是因为压力使得分子之间的间隙变小,它们的沸点也会相应增加。但液态氮的沸点总是低于液态氧,所以只要保持它们的沸点之间的温度,氮就会蒸发,留下液态氧。
分离液态空气制取氧气的原理:由于空气中含有约21%的氧气,是工业生产氧气的最佳原料,廉价易得。在氧气的工业生产中,采用分离液态空气的方法,将空气在低温下加压使之成为液态空气,然后蒸发。
当然,分离液态空气的方法还有一些其他的具体步骤,如需要预冷空气,还要净化一些杂质等。得到的氧气纯度可达99.6% ,氮气纯度可达99.9% 。如果增加额外的地雷,稀有的惰性气体也可以提取。而且该方法成本低,产量大,技术要求不高,因此是工业制氧的首选。
分子筛制氧是一种高科技制氧方法。它利用氮分子比氧分子大的性质,利用高科技制备分子筛,将氧分子像细沙一样筛出空气,从而实现分离氧的方法。分子筛安装在吸附器的入口处。当干燥空气被压缩机压入真空吸附器时,氮气分子因为比较大而被分子筛吸附,氧气分子只有比较小才能通过分子筛进入吸附器。
分离液态空气制取氧气的优点:可以通过高效地提取氧气,并且我们可以在大规模企业生产中使用。此外,由于我国液态空气是一种社会广泛应用存在的资源,因此该方法研究具有相对较低的成本。
分离液态空气制取氧气也存在对于一些缺点:该方法我们需要通过高压和低温条件下企业进行,因此发展需要不断消耗大量的能量。此外,分离装置也需要学生进行管理维护和更换,增加了成本和复杂性。
分离液态空气的方法是利用空气中氮的沸点低于氧的沸点。首先,空气被加压冷却成液体,然后被加热。
这种方法需要高技术,是一种现代的制氧方法。它最大的缺点是每次产生的氧气量很小,需要重复。但是,一旦过多的氮分子被吸附在分子筛上,就会影响氧气的生产速度和纯度,因此只适用于小型氧气,氧气可以作为家庭或医疗设备使用。