您提供的信息已经很详细地描述了工业上制取氧气的主要方法——分离液态空气法,以及其他辅助方法如变压吸附法、膜分离法和化学法。这里对这些内容进行一个简要的总结与补充:
分离液态空气法
原理:基于空气中氮气(沸点196℃)和氧气(沸点183℃)的沸点差异,通过低温加压技术将空气液化,并利用精馏技术实现两者的分离。
关键步骤:
预处理:去除空气中的水分、二氧化碳等杂质,以避免它们在低温下冻结堵塞设备。
压缩与液化:空气被压缩并通过深度冷冻技术液化。
精馏分离:液态空气进入精馏塔,利用不同组分的沸点差异进行分离。
其他工业制氧方法
变压吸附法:适用于小型设备或医疗领域,利用分子筛选择性吸附氮气来富集氧气。
膜分离法:使用选择性渗透膜来分离氧气,但得到的氧气纯度相对较低(约90%),需要多级分离提高纯度。
化学法:例如电解水,虽然也能产生氧气,但由于能耗高,通常只用于特殊场景。
技术发展与改进
随着技术的发展,制氧技术不断进步,包括优化冷冻循环效率、提升装置规模等方面,以满足日益增长的需求。
特别是中国自20世纪50年代起,在制氧装置的大规模化方面取得了显著进展,实现了每小时数千至数万立方米的产能。
这种综合应用物理分离技术、吸附技术以及膜分离技术的方法,能够有效地根据不同的需求提供相应的解决方案,不仅提高了氧气生产的效率和纯度,同时也降低了成本。