一、工業(yè)制氧工藝流程

(1)低溫空氣分離制氧：特點是氧氣純度高，同時可生產(chǎn)氮氣、氬等氣體和液體。能耗大，成本貴。

(2)變壓吸附制氧：特點是純度低(純度大于92%)，但價便宜。

變壓吸附制氧，以沸石分子篩吸附劑為核心，根據(jù)吸附劑在較高壓力下選擇吸附氮氣，未被吸附的氧氣在吸附塔頂部聚集，作為產(chǎn)品氣輸出。當(dāng)處于吸附的吸附塔臨近吸附飽和之前，原料空氣停止進(jìn)氣，轉(zhuǎn)而向另一只完成再生的吸附塔均壓，隨后泄壓再生。被均壓的吸附塔引入原料空氣開始吸附。兩只吸附塔如此交替重復(fù)，完成氧氣生產(chǎn)的工藝過程。

工業(yè)用變壓吸附制氧可采用加壓吸附，常壓解吸流程；超大氣壓真空解吸流程；穿透大氣壓真空解吸流程。志偉科技公司根據(jù)客戶的具體用氣情況，可提供恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)場供氣裝置。

變壓吸附制氧基本原理

變壓吸附（Pressure Swing Adsorption）是利用氣體在不同的壓力下在吸附劑上的吸附能力不同，對空氣中各種氣體進(jìn)行分離的一種非低溫空氣分離技術(shù)。

空氣中的主要組份是氮和氧，因此可選擇對氮和氧具有不同吸附選擇性的吸附劑，設(shè)計適當(dāng)?shù)墓に囘^程，使氮和氧分離制得氧氣。

氮和氧都具有四極矩，但氮的四極矩（0.31A）比氧的（0.10 A）大得多，因此氮氣在沸石分子篩上的吸附能力比氧氣強（氮與分子篩表面離子的作用力強，如圖1所示）。因此，當(dāng)空氣在加壓狀態(tài)下通過裝有沸石分子篩吸附劑的吸附床時，氮氣被分子篩吸附，氧氣因吸附較少，在氣相中得到富集并流出吸附床，使氧氣和氮氣分離獲得氧氣。當(dāng)分子篩吸附氮氣至接近飽和后，停止通空氣并降低吸附床的壓力，分子篩吸附的氮氣可以解吸出來，分子篩得到再生并重復(fù)利用。兩個以上的吸附床輪流切換工作，便可連續(xù)生產(chǎn)出氧氣。

二、關(guān)于氧氣用途的敘述錯誤的是（　　） A．氧氣可用于化工生產(chǎn) B．氧氣可用于煉鋼工業(yè) C．液態(tài)氧

A、化工生產(chǎn)中氧氣做氧化劑，故A正確；

B、因為氧氣能支持燃燒，可以用于鋼鐵工業(yè)，提高鋼鐵的質(zhì)量和產(chǎn)量，故B正確；

C、氧氣不具有可燃性，不能用作燃料，故C錯誤；

D、氧炔焰的溫度很高，可以用來焊接或切割金屬，故D正確．

故選C

三、制作氧氣的化學(xué)方法

(1)高錳酸鉀加熱分解,化學(xué)方程式:

加熱

2KMnO?======K?MnO?+MnO?+O?↑

（2）水電解

水===氧氣+氫氣

（3）氯酸鉀在有MnO?作催化劑的條件下加熱

MnO?

氯酸鉀======氯化鉀+氧氣

加熱

（4）過氧化鈉和水

（5）雙氧水在有MnO?作催化劑的條件下分解

MnO?（或加熱）

雙氧水=================水+氧氣

四、工業(yè)如何制備氧氣？

分離液態(tài)空氣法

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，從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預(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、氙等在空氣中含量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，最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)量高，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年研制出第一臺深冷空分制氧機以來，這種制氧方法一直得到最廣泛的應(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。首先，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)到一定量（壓力達(dá)到一定程度）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)上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法。最近，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量（0．55—0．60千瓦小時）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。

標(biāo)簽：制備氧氣工業(yè)