Какие существуют способы разделения кислорода в воздухе?？

    Основными компонентами воздуха являются кислород и азот, которые существуют соответственно в молекулярном состоянии.Молекулы – это мельчайшие частицы, сохраняющие свои первоначальные свойства.Диаметр порядка 10-8 см, а количество молекул очень велико, и они постоянно находятся в неравномерном движении.Поэтому кислород, азот и другие молекулы в воздухе находятся в однородном состоянии. Труднее отделить те, которые перемешаны друг с другом.В настоящее время существует три метода разделения.

(1) Низкотемпературный метод (завод по производству жидкого кислорода)

Воздух сначала сжимается и расширяется для охлаждения.Пока воздух не сжижен, температуры испарения (кипения) кислорода и азота различны (при атмосферном давлении температура кипения кислорода 90К, азота 77К).Азот с низкой температурой кипения относительно низок.Из-за того, что кислород легко испаряется, пар с более высокой температурой и жидкость с более низкой температурой находятся в контакте друг с другом в ректификационной колонне.Из жидкости испаряется больше азота, а из газа конденсируется больше кислорода.Заставляет подняться.Содержание азота в паре продолжает увеличиваться, а содержание кислорода в жидкости ниже по потоку продолжает увеличиваться, чтобы добиться разделения воздуха.Для сжижения воздуха необходимо охладить воздух до температуры ниже 100К.Этот тип охлаждения называется глубокой заморозкой;а процесс разделения жидкости и воздуха с использованием разницы температур кипения называется ректификацией.Низкотемпературный метод разделения воздуха представляет собой сочетание глубокого охлаждения и ректификации.В настоящее время является наиболее широко используемым методом разделения воздуха.

(2) Метод адсорбции (Генератор кислорода PSA)

Он позволяет воздуху проходить через адсорбционную башню, заполненную определенным пористым материалом и односекционным ситом.Он использует молекулярные сита для селективной адсорбции различных молекул.Некоторые молекулярные сита обладают высокой адсорбционной способностью по азоту, пропуская молекулы кислорода.Следовательно, можно получить кислород более высокой чистоты;поскольку адсорбционная способность адсорбента ограничена, когда адсорбция определенной молекулы достигает насыщения, нет возможности продолжать адсорбцию, и для восстановления адсорбционной способности необходимо вытеснить адсорбированный материал.Этот процесс называется «регенерация».Поэтому для обеспечения непрерывной подачи газа необходимо попеременно использовать более двух адсорбционных башен.Методом регенерации может быть метод понижения давления ((PSA). Этот метод отличается простотой процесса, удобством эксплуатации и низкими эксплуатационными расходами, но получить продукты высокой чистоты сложнее. Чистота продукта по кислороду составляет около 93 % Более того, он подходит только для сепарационных устройств с не слишком большой производительностью (менее 4000 м3/ч).

(3) Мембранный метод разделения

Он использует селективность проникновения некоторых органических полимерных мембран.При прохождении воздуха через мембрану (0,1μм) или половолоконная мембрана, скорость прохождения кислорода через мембрану примерно в 4-5 раз больше, чем азота, таким образом достигается кислород и азот. инвестиции.Однако концентрация, обогащенная кислородом, обычно подходит для средних и малых размеров, поэтому она подходит только для сжигания с обогащением кислородом и церемониального ухода за здоровьем.