氧气的工业制法
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工业制作氧气的方法嘿,你问工业制作氧气的方法啊?那咱就来唠唠呗。
这工业制作氧气啊,办法还不少呢。
一种常见的方法是分离液态空气法。
这就像把一堆乱七八糟的东西分分类一样。
先把空气给冷却下来,变成液态。
这时候呢,各种成分的沸点不一样,就可以把它们分开啦。
氧气的沸点比氮气啥的高一些,所以等温度慢慢升高的时候,氧气就先变成气体跑出来了。
就好像一群人排队,高个子的先出来。
这个方法呢,比较简单,能大量生产氧气。
还有一种是分子筛吸附法。
这分子筛就像个小筛子,专门挑氧气出来。
空气通过分子筛的时候,分子筛就把氧气给留住了,其他的气体就放走了。
然后再把氧气放出来,就得到纯纯的氧气啦。
这个方法比较灵活,可以根据需要随时生产氧气。
另外呢,还有电解水法也能得到氧气。
就是把水电解成氢气和氧气。
这就像把一个大蛋糕分成两块,一块是氢气,一块是氧气。
不过这个方法成本有点高,一般不常用。
我给你说个事儿吧。
有一次我们工厂的氧气不够用了,就赶紧用分离液态空气法生产氧气。
大家忙前忙后,看着那些大罐子和管道,心里都盼着快点出氧气。
等氧气生产出来了,大家都松了一口气。
从那以后,我们就知道了氧气的重要性,也更加珍惜这些工业生产出来的氧气。
所以啊,工业制作氧气有分离液态空气法、分子筛吸附法和电解水法等。
不同的方法有不同的特点,可以根据实际情况选择合适的方法。
只要你了解了这些方法,就能更好地理解氧气是怎么来的啦。
工业制氧气化学方程式
工业制氧气的方法主要有分离液态空气法和电解水法,但通常采用的是分离液态空气法,因为这种方法相对更为经济和实用。
不过,我需要澄清一点,分离液态空气法是一个物理过程,而不是化学反应,因此它并没有化学方程式。
分离液态空气法的基本原理是利用氮气和氧气的沸点不同,将空气液化后,通过蒸发分离出氮气和氧气。
首先,空气在加压和冷却的条件下变成液体,然后利用氮气和氧气的沸点差异进行分离。
氮气的沸点比氧气低,因此首先蒸发出来,剩下的液体主要是氧气,再经过进一步分离和提纯,就可以得到纯度较高的氧气。
虽然分离液态空气法没有化学方程式,但我可以给出电解水法制氧气的化学方程式。
电解水是在直流电的作用下,将水分解成氢气和氧气,化学方程式为:
2H2O → 2H2 + O2
但请注意,电解水法制氧气在工业上并不常用,因为它的能耗相对较高。
工业上更倾向于使用分离液态空气法来大规模生产氧气。
工业上制取氧气的方法
工业上制取氧气的方法主要有以下几种:
1. 分离空气法:利用低温分离空气中的氮气和氧气。
首先通过压缩空气,然后将压缩空气经过冷却与液化处理,使氮气与氧气分离,最后通过精炼等工艺,得到高纯度的氧气。
2. 制氧机法:利用分子筛吸附原理,将空气中的氮气与其他杂质吸附下来,只保留氧气通过。
制氧机有压缩空气与吸附式、压力摆动吸附式、真空吸附式等类型,可以根据需要选择适合的制氧机型号。
3. 电解水法:通过电解水(H2O)分解水分子,将氢气(H2)与氧气(O2)分离,从而得到纯净的氧气。
这种方法需要使用电解槽,通过电流将水分子分解成氢氧,然后通过分离装置将氢气和氧气分离。
4. 化学反应法:将一定比例的氧化剂与还原剂反应,使氧化剂释放出氧气。
比如利用高温下的氧化铝(Al2O3)与还原剂反应,得到氧气。
这种方法适用于特殊工艺中,需要高温条件下制取氧气的场合。
需要根据具体的工业需求和条件选择合适的制取氧气的方法。
【初中化学】初中化学知识点:氧气的工业制法工业制氧:实验室中常用过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气的方法,具有反应快、操作简便、便于收集等特点,但成本高,无法大量生产,只能用于实验室中。
工业生产则需考虑原料是否易得、价格是否便宜、成本是否低廉、能否大量生产以及对环境的影响等。
空气中约含21%的氧气,这是制取氧气的廉价、易得的原料。
工业制氧工业制氧的方法:1、空气冷藏分离法空气中的主要成分是氧气和氮气。
利用氧气和氮气的沸点不同,从空气中制备氧气称空气分离法。
首先把空气预冷、净化(去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质)、然后进行压缩、冷却,使之成为液态空气。
然后,利用氧和氮的沸点的不同,在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝,将氧气和氮气分离开来,得到纯氧(可以达到99.6%的纯度)和纯氮(可以达到99.9%的纯度)。
如果增加一些附加装置,还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。
由空气分离装置产出的氧气,经过压缩机的压缩,最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存,或通过管道直接输送到工厂、车间使用。
使用这种方法生产氧气,虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术,但是产量高,每小时可以产出数干、万立方米的氧气,而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气,所以从1903年研制出第一台深冷空分制氧机以来,这种制氧方法一直得到最广泛的应用。
2、分子筛制氧法(吸附法)利用氮分子大于氧分子的特性,采用特制的分子筛把空气中的氧离分后出。
首先,用压缩机逼使潮湿的空气通过分子筛步入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即为被分子筛所溶解,氧气步入吸附器内,当吸附器内氧气达至一定量(压力达至一定程度)时,即可关上出氧阀门释出氧气。
经过一段时间,分子筛溶解的氮逐渐激增,溶解能力弱化,生产量的氧气纯度上升,须要用真空泵取出溶解在分子筛上面的氮,然后重复上述过程。
这种制备氧的方法亦称溶解法.利用溶解法制氧的小型制氧机已经研发出,易于家庭采用。
工业氧气制备方法
《工业氧气制备方法》
氧气是人类生存不可或缺的重要气体之一,其在工业生产中也扮演着至关重要的角色。
氧气广
泛应用于钢铁生产、化工、医药、食品加工等行业中。
而工业氧气的制备方法也有多种,下面
就介绍几种常见的工业氧气制备方法。
1. 燃烧法:燃烧氧气纯净、稀释的空气或氧气与氮气混合气,生成燃烧炉内所需的高燃烧温度。
这种方式制取的氧气纯度高,但能耗较大。
2. 分馏法:利用空气中氧气和氮气的沸点差异,通过在低温下将空气液化、再分馏的方式,分
离出高纯度的氧气。
这种方法制备的氧气纯度较高,但设备投资费用高。
3. 膨胀法:利用空气的物理性质,通过在低温下将空气压缩,再放松压力的过程,将氧气和氮
气分离。
这种方法成本低廉,但氧气纯度较低。
4. 膜分离法:利用特殊的膜材料和选择性通透性,将空气中的氧气和氮气分离。
这种方法制备
的氧气纯度高,但投资费用较高。
总的来说,工业氧气制备方法有多种,各有优缺点。
在实际应用中,根据需要选择合适的方法
进行制备,以提高生产效率和质量。
同时,优化工业氧气制备方法也是工业领域的一个重要研
究方向,带来更好的经济效益和环保效益。
工业制氧化学式方程式
工业制氧是通过分离空气中的氧气进行的。
空气中含有大约21%的氧气和78%的氮气,以及少量的其他气体。
工业制氧的过程通常
采用分子筛吸附法或者低温分馏法。
1. 分子筛吸附法,在这种方法中,空气首先被压缩,然后通过分子筛吸附剂。
分子筛吸附剂可以选择性地吸附氮气,而将氧气通过。
随后,氧气被释放并收集。
2. 低温分馏法,在这种方法中,空气被冷却至液态,然后通过逐渐升温的方式分离成不同的组分。
由于氮气的沸点比氧气略低,
因此在适当的温度下,液态空气可以分离成富含氮气和富含氧气的
两部分。
随后,氧气被收集并储存。
化学式方程式如下所示:
2NaClO3 → 2NaCl + 3O2。
这是过氧化钠分解的方程式,过氧化钠是一种常用的工业制氧
的起始原料。
在这个反应中,过氧化钠分解产生氧气和氯化钠。
总的来说,工业制氧的化学式方程式涉及到空气中氧气和氮气的分离过程,以及可能涉及到起始原料的化学反应。
希望这个回答能够满足你的要求。
工业上制取氧气的方法
在工业上,制取氧气的方法主要有两种,分馏法和分子筛吸附法。
首先,我们来介绍一下分馏法。
分馏法是指利用空气分馏的方法来制取氧气。
空气中主要由氮气、氧气和少量的稀有气体组成。
利用分馏法,可以将空气中的氮气和氧气分离开来。
首先,将空气经过压缩后冷却至液态,然后通过加热使得氮气和氧气分离。
由于氮气的沸点比氧气低,所以在分馏的过程中,氮气会先变成气态,而氧气则会留在液态中。
通过这样的方法,就可以得到纯净的氧气。
其次,我们再来介绍一下分子筛吸附法。
分子筛吸附法是利用分子筛材料对气
体分子的吸附作用来制取氧气的方法。
分子筛是一种多孔材料,它可以选择性地吸附气体分子。
在这种方法中,空气首先经过预处理,去除其中的水汽和二氧化碳等杂质。
然后,将经过预处理的空气通过分子筛材料,氮气和氩气等惰性气体会被吸附在分子筛上,而氧气则会通过分子筛,从而实现氮气和氧气的分离。
最后,再通过一系列的处理,就可以得到纯净的氧气。
这两种方法各有其优缺点。
分馏法可以得到高纯度的氧气,但能耗较高;而分
子筛吸附法能耗较低,但纯度相对较低。
在实际应用中,根据不同的需求,可以选择合适的方法来制取氧气。
总的来说,工业上制取氧气的方法主要有分馏法和分子筛吸附法。
分馏法通过
空气分馏的方法来制取氧气,能够得到高纯度的氧气;而分子筛吸附法利用分子筛材料对气体分子的吸附作用来实现氮气和氧气的分离,能耗相对较低。
根据不同的需求,可以选择合适的方法来制取氧气。
工业氧气可以通过多种方法制作,以下是三种主流方法:
1. 深冷法:这种方法适合制备高纯度的氧气。
它以空气为原料,先使空气在低温下液化,然后在精馏塔中利用氧、氮各组分沸点不同,分离为氧气和氮气。
2. 变压吸附法:大部分工业用氧气都是采用这种方法制备的。
其优点是灵活方便、投资少、能耗低。
原理是利用空气中氮气和氧气在高压下通过碳分子筛的渗透率不同,而使得氧气分离富集,从而持续产出氧气。
3. 电解法:在水中加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通过电解的方式产出氧气。
但这种方式的制氧成本很高,不适合大规模工业生产。
工业生产氧气的方法取决于工业生产氧气的具体需求,比如氧气的纯度、产量、成本等因素。
再根据不同的需求选择合适的制氧方法。
【化学知识点】工业上制取氧气的方法
工业上一般采用分离液态空气法、膜分离技术、吸附法等制取氧气。
膜分离技术制取氧气的方法是利用膜分离技术,在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧量较高的富氧空气。
利用这种膜进行多级分离,可以得到百分之九十以上氧气的富氧空气。
利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。
首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,氧气进入吸附器内,当吸附器内氧气达到一定量(压力达到一定程度)时,即可打开出氧阀门放出氧气。
经过一段时间,分子筛吸附的氮逐渐增多,吸附能力减弱,产出的氧气纯度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,然后重复上述过程。
这种制取氧的方法亦称吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来,便于家庭使用。
把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气。
每制取一立方米氧,同时获得两立方米氢。
用电解法制取一立方米氧要耗电12~15千瓦小时,与上述两种方法的耗电量(0.55~0.60千瓦小时)相比,是很不经济的。
所以,电解法不适用于大量制氧。
另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集,在空气中聚集起来,如与氧气混合,容易发生极其剧烈的爆炸。
所以,电解法也不适用家庭制氧的方法。
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
工业制氧的方法
工业制氧是指利用各种技术手段将空气中的氧气提取出来,以满足工业生产和其他领域的需求。
目前,工业制氧的方法主要包括物理方法和化学方法两种。
物理方法是指利用分子筛、膜分离等技术,将空气中的氧气与氮气等成分分离开来。
其中,分子筛是一种能够选择性吸附氧气的固体材料,通过连续吸附和脱附的过程,可以将空气中的氧气富集起来。
而膜分离则是利用特定材料的半透膜,通过气体在膜上的渗透速率不同,实现氧气和氮气等气体的分离。
这些物理方法具有操作简单、能耗低、环保等优点,因此在工业制氧中得到了广泛应用。
化学方法是指利用化学反应将空气中的氧气与其他成分分离开来。
目前比较常用的化学方法包括分子筛吸附法、压力摩尔吸附法和氧气分离膜技术等。
其中,分子筛吸附法是通过将空气通入分子筛吸附罐,利用分子筛对氧气的选择性吸附,然后通过减压脱附的方式得到富集的氧气。
压力摩尔吸附法则是利用压力摩尔吸附剂对氧气的选择性吸附,然后通过变压吸附和脱附的过程实现氧气的富集。
氧气分离膜技术则是利用气体在特定材料膜上的渗透速率不同,实现氧气和氮气等气体的分离。
这些化学方法具有分离效率高、操作灵活等优点,因此在工业制氧中也得到了广泛应用。
总的来说,工业制氧的方法包括物理方法和化学方法两种。
物理方法主要包括分子筛和膜分离技术,而化学方法主要包括分子筛吸附法、压力摩尔吸附法和氧气分离膜技术。
这些方法各有优劣,可以根据具体的工业生产需求来选择合适的方法进行制氧。
随着科技的不断进步,相信工业制氧的方法将会越来越多样化,也会更加高效、环保。
工业制取氧气的方法
1. 利用分子筛吸附法制取氧气
在工业生产中,常用分子筛吸附法来制取氧气。
这种方法是利用分子筛的特性,将空气中的氮气、水蒸气等杂质吸附,使含有高浓度氧气的气体从分子筛中释放出来。
2. 利用压缩空气分离法制取氧气
压缩空气分离法是将空气通过空气压缩机进行压缩,然后通过冷却、除尘等处理步骤得到液态空气,再通过液空压缩机进行进一步压缩。
接下来,利用液空的温度差异分离液态空气中的氮气和氧气,从而制取纯氧气。
3. 利用电解水制取氧气
电解水是一种通过电解方法将水分解成氢气和氧气的方法。
电流通过水中的电解质,将水分子分解为氢离子和氧离子,然后在电极上发生反应生成氢气和氧气。
通过控制电流和电极材料,可以实现选择性制取氧气。
4. 利用气化工艺制取氧气
在一些工业过程中,常常会产生含有氧气的气体混合物。
通过气化工艺,将这些气体混合物经过净化、冷却等处理步骤,使其中的氧气得到富集和分离,从而制取纯氧气。
5. 利用膜分离法制取氧气
膜分离法是通过选择性透过物质的膜,将混合气体中的氧气和其他气体分离的方法。
通过控制膜的孔径和选择性,可以实现
氧气的有效分离和制取。
这种方法具有操作简单、设备投资较小的优势。
工业上制取氧气的方法
工业上制取氧气的方法有多种,主要包括分馏法、化学法和膜法。
下面将分别介绍这三种方法。
一、分馏法。
分馏法是一种通过液态空气的分馏来制取氧气的方法。
首先将液态空气通过加热使其升温,然后通过精密的分馏设备,将液态空气中的氮气和氩气等成分逐渐分离出来,最终得到高纯度的氧气。
这种方法制取的氧气纯度高,适用于一些对氧气纯度要求较高的工业领域。
二、化学法。
化学法是一种通过化学反应来制取氧气的方法。
常用的化学法制氧方法有过氧化钠法和过氧化氢法。
过氧化钠法是将氢氧化钠与过氧化氢反应,生成氧气和氢氧化钠。
而过氧化氢法则是将过氧化氢分解产生氧气。
这两种方法制取氧气的原理简单,操作方便,适用于一些小规模的制氧需求。
三、膜法。
膜法是一种利用气体在特定条件下通过半透膜的选择性渗透来实现氧气分离的方法。
利用膜法制氧的设备主要包括膜分离器和膜模块。
气体在通过膜模块时,由于氧气和氮气在膜材料上的渗透速度不同,从而实现了氧气和氮气的分离。
这种方法制氧过程简单,操作成本低,适用于一些对氧气纯度要求不高的工业领域。
综上所述,工业上制取氧气的方法有分馏法、化学法和膜法。
不同的方法适用于不同的工业领域,选择合适的方法可以提高氧气制取的效率和经济性。
在实际应用中,需要根据具体的工艺要求和经济成本来选择合适的制氧方法,以满足工业生产的需要。
氧气的制取与性质氧气,化学元素符号为O,是地球上广泛存在的重要元素之一。
氧气在生命活动、燃烧过程以及工业生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍氧气的制取方法,以及其性质和应用。
一、氧气的制取方法1. 热分解法:将金属氧化物加热至一定温度,使其分解释放出氧气。
常用的金属氧化物有过氧化锌(ZnO)、过氧化钡(BaO2)等。
例如,将过氧化锌加热至约800℃,可以得到氧气和锌。
2. 过氧化氢分解法:过氧化氢(H2O2)在催化剂的作用下,分解为氧气和水。
常用的催化剂有锰(Mn)、铁(Fe)等。
例如,将过氧化氢溶液与二氧化锰催化剂反应,可以得到氧气和水。
3. 分子筛吸附法:利用分子筛材料对空气中的氮气进行吸附,使剩余的气体中富集了氧气。
例如,将空气通过一种特定的分子筛材料,氮气被吸附在材料表面,氧气则被收集下来。
二、氧气的性质1. 物理性质:氧气是一种无色、无味、无臭的气体。
在常温常压下,氧气为双原子分子(O2),密度较空气略大。
2. 化学性质:氧气是一种强烈的氧化剂,能与许多物质发生剧烈反应。
例如,与燃料反应会产生火焰和热量,这也是为什么氧气可以被用作燃烧的原因。
3. 生命活动中的作用:氧气是维持生命活动的必需气体。
在呼吸过程中,人和动物吸入氧气,将其转化为能量,并排出二氧化碳。
植物则通过光合作用产生氧气,供给其他生物呼吸使用。
三、氧气的应用1. 医疗用途:氧气广泛应用于医疗领域,用于治疗呼吸系统疾病、手术后恢复等。
氧气可以提供给病人进行吸入,以增加氧气浓度,促进新陈代谢和康复。
2. 工业生产:氧气在工业领域有着广泛的应用。
例如,在冶金工业中,氧气可以用作炼铁、炼钢的氧化剂;在化工工业中,氧气用于合成化学品、燃烧过程以及污水处理等。
3. 航空航天:在航空航天领域,氧气被广泛应用于火箭燃料和氧化剂的制备。
火箭发动机需要大量的氧气来提供燃烧的氧化条件,并产生推力。
4. 实验室研究:在科学实验室中,研究人员使用氧气进行各种实验。
一、氧气的工业制法1.原料:原料是空气。
2.原理:利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低的原理。
先将空气在低温条件下加压变为液态,再将液态空气缓缓升温至196 ℃左右,氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来,剩下的主要就是液态氧了。
3.方法:分离液态空气,其过程可以简单地表示如下:氧气升温至183℃氮气空气液态加压降温4.贮存:氧气贮存在蓝色钢瓶中。
注意:工业上以空气为原料制取氧气,原料来源广泛,所制得的氧气价格较低。
工业上在制取氧气的过程中,没有新物质生成,属于物理变化。
二、氧气的实验室制法1.用高锰酸钾或氯酸钾制氧气 (1)药品的颜色、状态高锰酸钾是一种暗紫色固体,氯酸钾是白色粉末状固体,二氧化锰是黑色粉末状固体。
(2)反应原理 ①2KMnO4K 2MnO 4+MnO 2+O 2↑ ②2KClO 32KCl+3O 2↑注意:①在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)。
催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
MnO 2对KClO 3的分解反应起催化作用。
②由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应,叫做分解反应。
(3)实验装置(如图所示)仪器名称:a.酒精灯,b.试管,c.铁架台(带铁夹),d.导管,e.集气瓶,f.水槽。
注意:①药品要平铺在试管底部,均匀受热。
②试管口要略向下倾抖,防止药品中的水分或反应生成的水受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水滴倒流回试管底部,使试管炸裂。
③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部(或距离管口1/3处)。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
⑥加热时要先使试管均匀受热,然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大气泡冒出时,证明已收集满。
⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再熄灭酒精灯。
工业制氧气的方法
1.蒸馏法:蒸馏法是将空气冷凝成液体,并利用其沸点差异进行分离。
在空气中,氮气的沸点为-196℃,氧气的沸点为-183℃,通过控制温度和
压力,可以使气体分离。
蒸馏法一般分为低温蒸馏法和高温蒸馏法两种。
低温蒸馏法是将压缩空气通过冷凝器,使其冷却并液化,再通过分离器将
液态空气分离成氮气和氧气。
高温蒸馏法是将空气加热至高温,使其部分
氧气和氮气分离,然后再通过压缩和冷却的过程进行分离。
2.膜分离法:膜分离法是利用特殊材料膜的选择性透气性,将空气中
的氧气和氮气分离出来。
膜分离法主要有多孔陶瓷膜法、聚合物膜法和无
机薄膜法。
通过对不同气体的透过性和选择性进行调整,可以实现氧气和
氮气的分离。
3.压力摩擦法:压力摩擦法是将空气通过压力摩擦装置,通过高速旋
转的介质摩擦实现氧气和氮气的分离。
压力摩擦法适用于生产高纯度氧气。
4.常压吸附法:常压吸附法是利用吸附剂的吸附性能将空气中的氧气
和氮气分离。
常用的吸附剂有活性碳、分子筛等。
通过对空气进行适当的
冷却和压缩,然后通过吸附剂进行吸附和脱附过程,可以实现氧气和氮气
的分离。
5.离子交换法:离子交换法是通过特定的树脂材料,利用其对氧气和
氮气的选择性吸附和解吸,实现氧气和氮气的分离。
离子交换法常用于制
备高纯度的氧气产品。
以上是工业制氧气的常用方法,根据不同的生产需求和技术条件,可
以选择合适的制氧气方法来满足工业生产的需要。
氧气的工业制法
工业制取氧气的方法是,首先,通过低温加压将空气液化。
然后调节温度,使液氮的沸点低于液氧的沸点,使液氮蒸发,剩下的主要是液氧。
氧气是氧元素形成的一种单质,化学式o2,其化学性质比较活泼,与大部分的元素都能与氧气反应。
常温下不是很活泼,与许多物质都不易作用。
但在高温下则很活泼,能与多种元素直接化合,这与氧原子的电负性仅次于氟有关。
氧气就是无色无味气体,就是氧元素最常用的单质形态。
熔点-.4℃,沸点-℃。
难于溶水,1l水中熔化约30ml氧气。
在空气中氧气约占到21%。
液氧为天蓝色。
固氧为蓝色晶体。
空气中约含21%的氧气,这就是制备氧气的廉价、养胃的原料。
因为任何液态物质都存有一定的沸点,人们正是利用了物质的这一性质,在低温条件下冷却,并使空气转型为液态,然后冷却。
由于氮的沸点就是-℃,比液态氧(-℃)高,因此氮气首先从液态空气中冷却出,剩的主要就是液态氧了。
为了易于储藏、运输和采用,通常把氧气冷却至kpa,并储藏在漆成蓝色的钢瓶中。
近年来,膜分离技术获得快速发展。
利用这种技术,在一定压力下,使空气通过具备天然氧气功能的薄膜,可以获得含氧量较低的富氧空气。
利用这种膜展开多级拆分,可以获得含90%以上氧气的富氧空气。
富氧膜的研究在医疗、蒸煮工业、化学工业、富氧冷却等方面获得关键应用领域。
氧气的工业制法
摘要:了解和探讨工业上制氧的方法和原理。
工业氧气是用于工业生产及产品加工的气体,在压缩冲装过程中有呈酸性或碱性的润滑水带入钢瓶,会导致钢瓶内壁锈蚀,从而使瓶内气体带有异味,质量要求较低。
工业生产需考虑价格是否便宜、成本是否低廉、原料是否易得、能否大量生产以及对环境的影响等。
关键词:氧气工业制法
一、绪论
1.研究背景
近年来,随着国民经济发展,特别是近几年经济体制改革和开放,气量和用气品种大幅度增加,制氧工业也得到了进一步发展。
工业制氧的方法可广泛运用于钢铁切割、石油化工、富氧助燃、电炉炼钢、医院用氧、玻璃生产、制取臭氧、造纸、水产养殖、航空航天等行业和领域。
在冶金企业中氧气用于转炉炼钢、高炉富氧、金属切割,具有流量大、流速快、压力中等等特点,属于助燃、易爆的危险品[1]。
2.研究目的
工业氧执行的是国家推荐性标准,主要用于气体火焰加工和其他工业目的。
在炼油、煤制气行业,工业氧气用于石油提取和精制,增加油、气井产量和脱硫等。
在化工行业,工业氧气用于改变产品分子结构,提高丙稀、乙烯、氯化物工艺的生产能力。
在炼钢行业,工业氧气用于提高钢材的产质量。
二、工业上生产氧气的原理
我单位的制氧设备为KDON—4500/4500—Ⅱ型。
空气中含氮气78%,氧气21%。
工业制氧通常是将空气中的氧气和氮气分离出来,因为空气是取之不尽的免费原料,制氧氧气用来炼钢;工业制氧机的原理是利用空气分离技术,首先高密度压缩空气,再使之在一定的温度下进行气液脱离利用空气中各成分的冷凝点的不同,再进一步精馏而得。
一般工业上用氧是通过此物理方法得到的,大型空气分离设备一般的设计是能让氧气能在爬升与下降的过程中充分置换温度,得以精馏。
三、工业上生产氧气的方法
工业制氧是指制造大量氧气,对纯度要求一般不会太高,讲究大量制取,注重成本。
在工业制氧上有以下几种方法:一种是物理制氧。
1、空气冷冻分离法,空气中的主要成分是氧气和氮气,从空气中制备氧气称空气分离法利用氧气和氮气的沸点不同。
空分装置管道中流动的是符合流体力学的一些规律和定律和可压
缩流体气体[2]。
首先把空气净化、预冷,然后进行压缩、冷却,使之成为液态空气。
然后,在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝,将氧气和氮气分离开来利用氧和氮的沸点的不同,得到可以达到99.6%的纯度的纯氧和可达到99.9%的纯度纯氮。
还可提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的惰性气体,如果增加一些附加装置。
通过空气分离装置产出的氧气,经过压缩机的压缩,最后通过管道直接输送到工厂、车间使用,将压缩氧气装入高压钢瓶贮存。
虽然这种方法生产氧气需要大型的成套设备和严格的安全操作技术,但是产量高,所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气,并且每小时可以产出数干、万立方米的氧气。
2、分子筛制氧法(吸附法)使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来利用氮分子大于氧分子的特性。
首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,然后氧气进入吸附器内,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,,可打开出氧阀门放出氧气时要当吸附器内氧气达到一定量。
经过一段时间,吸附能力减弱,分子筛吸附的氮逐渐增多,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,产出的氧气纯度下降,然后重复上述过程。
这种制取氧的方法便于家庭使用亦称吸附法。
利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来。
3、电解制氧法把水放入电解槽中,以提高水的电解度加入氢氧化钠或氢氧化钾,要使水分解为氧气和氢气就通入直流电。
每制取一立方米氧,同时获得两立方米氢。
电解法不适用于大量制氧,因为用电解法制取是很不经济的,因为一立方米氧要耗电12~15千瓦小时,与上述两种方法的耗电量(0.55~0.60千瓦小时)相比。
电解法也不适用家庭制氧的方法,因为同时另外产生的氢气如果没有妥善的方法收集,在空气中聚集起来,容易发生极其剧烈的爆炸。
另一种是化学制氧。
工业和医用氧气都购自制氧厂。
工厂制氧的原料是空气,故价格非常便宜。
但是,氧气的贮存运输、使用不太方便(高压氧气用钢瓶、液氧要用特殊贮罐)。
另外有些特殊环境和一些远离氧气厂的偏远山区运输困难,携带巨大笨重的钢瓶极为不便,如病人家中、潜水作业、水下航行的潜艇、高空飞行、矿井抢救等小型钢瓶使用时间短,贮氧量小,因此就出现化学制氧法。
目前化学制氧多采用过氧化物来制氧,在化合物中以无机过氧化物含氧量最多且易释放。
四、结语
人们正是利用了任何液态物质都有一定的沸点的这一性质,在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发。
因为氮的沸点比液态氧低,因此首先从液态空气中蒸发出氮气,剩下的主要是液态氧了。
贮存在漆成蓝色的钢瓶中,便于贮存、运输和使用,通常把氧气加压到15000kPa。
工业氧中还存在一氧化碳、二氧化碳、乙炔等,一旦病人吸入过量对人体极为有害的杂质,引发或加重呼吸系统的病症,会发生呛咳、结痂等现象,严重者极易造成病人吸氧量不足而出现生命危险。
因此,国家药品监管部门要求生产、经营医用氧都要取得许可证并一直把医用氧列入药品来管理。
近年来,膜分离技术得到迅速发展,在一定压力下,可得到含氧量较高的富氧空气让空气通过具有富集氧气功能的薄膜。
可以得到含90%以上氧气的富氧空
气利用这种膜进行多级分离。
工业制氧是将空气降温至液化,然后慢慢升温,除去其他气体利用各种气体的沸点不同,从而制得较纯的氧气。
参考文献
[1]王立平,宫相森,王浩. 氧气管道安装的施工管理[J].山东冶金.2010年04期.
[2]史作询. 流体力学“水击现象”在空分装置中的危害[J].气体分离.2009年01期.。