工業(yè)制氧原理及流程

空氣中含氮氣78%，氧氣21%。 由于空氣是取之不盡的免費原料，因此工業(yè)制氧1制氮通常是將空氣中的氧氣和氮氣分離出來。制氧氧氣用來煉鋼;氮氣用來攪拌鋼水，氧氣和氮氣均是重要的冶金原料。本專題將詳細(xì)介紹制氧1制氮的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理等信息。
制氧1制氮目的] :制氧氧氣用來煉鋼;氮氣用來攪拌鋼水，氧氣和氮氣均是重要的冶金原料。
制氮原理簡介] :以空氣為原料，利用物理的方法,將其中的氧和氮分離而獲得。工業(yè)中有三種，即深冷空分法、分子篩空分法PSA和膜空分法。
工業(yè)制氧大致可分為以下幾種方法
(-物理制氧
1、空氣冷凍分離法
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(氧氣沸點為-183°C,氮氣沸點為-196C)，從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。把空氣預(yù)冷、凈化(去除空氣中的少量水
分、二氧化碳、乙炔、碳?xì)浠衔锏葰怏w和灰塵等雜質(zhì))、 然后進(jìn)行壓縮、冷卻，使之成為液態(tài)空氣。然后，利用氧和氮的沸點的不同，在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝，將氧氣和氮氣分離開來，得到純氧(可以達(dá)到99. 6的純度)和純氮(可以達(dá)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、氙等在空氣中含里極少的稀有惰性氣體。
由空氣分離裝置產(chǎn)出的氧氣，經(jīng)過壓縮機的壓縮，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(chǎn)氧氣，雖然需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù)，但是產(chǎn)里高，每小時可以產(chǎn)出數(shù)干、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-臺深冷空分制氧機以來，這種制氧方法一直得到廣泛的應(yīng)用。
2、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。，用壓縮機迫使干燥的空氣通過分子篩進(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)到量(壓力達(dá)到程度)時，即可打開出氧閥門放出氧氣。經(jīng)過一段時間，分子篩吸附的氮逐斬增多，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) 上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法。
近，利用吸附法制氧的小型制氧機已經(jīng)開發(fā)出來，便于家庭使用。
3、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里(0.5-0.60千瓦小時)相比，是很不經(jīng)濟的。所以，電解法不適用于大里制氧。另外同時產(chǎn)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(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。