工業制氧的過程是什麼（工業制氧的方法）

2023-05-25 12:39:23

工業制氧的方法一般有四種，包括物理分離液態空氣的方法、分子篩製取氧氣的方法（又稱為吸附法）、膜脫離法和電解制氧法。其中使用得最多的還是分離液態空氣的方法。

分離液態空氣法分成兩個步驟：1、利用熱脹冷縮和分子間的間隙，在低溫的條件下加壓，使空氣液化；2、然後控制溫度使氮氣從空氣中分離出來。因為液態氮的沸點是零下196度，而液態氧的沸點是零下183度。不過由於加壓使分子間的間隙變小的原因，它們的沸點都會有相應的升高。但是液態氮的沸點始終要比液態氧低，因此只要控制溫度，使溫度在它們的沸點之間，就可以使氮氣蒸發，剩下的就是液態氧了。

當然分離液態空氣法還有一些其它具體的步驟，比如需要把空氣預冷，還要淨化掉其中的某些雜質等。得到的氧氣純度可以達到99.6%，氮氣純度更是高達99.9%。如果增加附加裝雷，還能提取出稀有的惰性氣體。而且這種方法的成本低，產量大，技術要求也不高，所以是工業制氧氣的第一選擇。1903年，德國林德公司就製造了世界上第一臺深冷空氣制氧機，至今已有100多年的歷史。

分子篩制氧法是一項科技含量比較高的製取氧氣的方法。它利用的是氮分子大於氧分子的性質，使用高科技製取的分子篩，好像篩細沙一樣，把氧分子從空氣中篩出來，從而實現分離氧氣的辦法。分子篩被安裝於吸附器的入口處，用壓縮機把乾燥的空氣壓入真空的吸附器時，由於氮分子比較大，就被分子篩吸附住，氧分子較小才能通過分子篩進入吸附器。

這種方法對技術的要求比較高，是現代才出現的制氧氣方法，它的最大缺點是每次製取的氧氣量少，需要反複製取，而分子篩上面一旦吸附了太多氮分子，就會影響製取的速度和氧氣的純度，因此只適合小型制氧，可以作為家用或醫用的制氧裝備。

膜分離法是膜分離技術的應用，也是現代技術應用的一種製取氧氣的方法。它是在一定的壓力下，讓空氣通過具有集氧功能的薄膜，通過多層膜分離，以提高氧氣的純度的一種製取氧氣的方法。其缺點基本上和分子篩制氧法相同。

電解制氧法是最接近實驗室製取氧氣的一種方法。上面三種方法都是運用空氣和氧氣的物理性質來製取氧氣的。而這種方法則是利用水的化學性質來製取氧氣的。它利用水電解分解成氧氣和氫氣，在製取氧氣的同時還能製取氫氣。不過這種方法耗電量驚人，非常不經濟，只有在動能過剩的時候，才有可能考慮把動能轉化成為電能，用於電制水製取氧氣，製取的量也相當少。