[化工知識(shí)]：氧氣制取的工業(yè)原理與技術(shù)進(jìn)展

閱讀： 653 時(shí)間：19月前 來源：化易天下

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，越來越多的行業(yè)需要用到氧氣，而氧氣制備的方法也在不斷地更新和完善。本文將從氧氣制備的基本原理、工業(yè)上的具體應(yīng)用和當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)展等方面進(jìn)行展開，為你詳細(xì)介紹氧氣制取的工業(yè)原理與技術(shù)進(jìn)展。

一、氧氣制備的基本原理

目前，工業(yè)制備氧氣主要采用的是兩種方法：一種是分子篩吸附法，另一種是低溫分餾法。

1.分子篩吸附法

分子篩吸附法是工業(yè)上較為普遍的一種方法，它是利用空氣中氮?dú)夂脱鯕夥肿拥拇笮〔煌诮?jīng)過特定的分子篩時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氮?dú)夂脱鯕獾姆蛛x。

具體過程是：將空氣通過分子篩通道，在分子篩的特殊結(jié)構(gòu)中，氮?dú)夥肿拥闹睆奖妊鯕夥肿哟螅瑫?huì)在分子篩中被吸收，而氧氣分子不會(huì)被吸附，逐漸被分離出來，形成高濃度的氧氣。

2.低溫分餾法

低溫分餾法主要是通過物質(zhì)在不同溫度下的沸點(diǎn)的差異實(shí)現(xiàn)對(duì)氧氣和氮?dú)獾姆蛛x。

具體過程是：將空氣先經(jīng)過空氣預(yù)冷器進(jìn)行降溫，再經(jīng)過精餾塔，在塔內(nèi)依次將空氣加熱，然后冷卻。在這個(gè)過程中，氮?dú)夥悬c(diǎn)低且在較低溫度下就可能液化，而氧氣沸點(diǎn)較高，需要在更高的溫度下才能液化，所以通過不斷升高溫度，可以分離出高濃度的氧氣。

二、工業(yè)上的具體應(yīng)用

氧氣在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，從鋼鐵、石化、能源等傳統(tǒng)行業(yè)到醫(yī)療、環(huán)保、食品等新興領(lǐng)域均離不開氧氣的應(yīng)用。

1.鋼鐵行業(yè)

鋼鐵行業(yè)是氧氣應(yīng)用最廣泛的行業(yè)之一，氧氣可以被用來取代空氣作為高爐燃燒過程中的氧化劑。由此，不僅可以提高高爐溫度，還可以增加滲碳速度，促進(jìn)鋼的形成，提高爐渣的含碳量等。

2.石化行業(yè)

在石化生產(chǎn)過程中，氧氣被廣泛用于氧化還原反應(yīng)、蒸汽重整等過程中。氧化還原反應(yīng)可以將石油等原料轉(zhuǎn)化為有機(jī)化合物，并產(chǎn)生熱能；蒸汽重整則是將液態(tài)烴分通過加熱和蒸汽催化劑反應(yīng)產(chǎn)生氫氣、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等物質(zhì)。

3.醫(yī)療行業(yè)

在醫(yī)療行業(yè)中，常見的應(yīng)用場(chǎng)景包括呼吸機(jī)、氧氣吸入等。其中，呼吸機(jī)是一種能夠?qū)⒖諝廪D(zhuǎn)化為含氧氣的呼吸輔助器，可以幫助人體維持氧氣含量，緩解呼吸困難的癥狀，提高患者生命質(zhì)量。

三、當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)展

當(dāng)前，工業(yè)上對(duì)于氧氣制備技術(shù)不斷進(jìn)行著研發(fā)和創(chuàng)新，其中一些技術(shù)進(jìn)展如下：

1.高溫固態(tài)氧化技術(shù)

高溫固態(tài)氧化技術(shù)是一種目前正在研發(fā)的新技術(shù)，它可以利用固體材料的氧離子傳輸和氧離子電導(dǎo)性能來制備氧氣。

2.分子泵質(zhì)譜法

分子泵質(zhì)譜法是一種新型的氧氣制備方式，它是在高真空條件下，通過分子泵將空氣組分與氧氣組分分離，并利用質(zhì)譜儀進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)和分析。

氧氣制備的工業(yè)原理與技術(shù)進(jìn)展日趨多樣化和高效化，不斷為工業(yè)生產(chǎn)和生命健康等領(lǐng)域的發(fā)展提供強(qiáng)有力支持。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和完善，氧氣制備技術(shù)也將會(huì)更加多元化和可持續(xù)化。

文本標(biāo)簽：氧氣二氧化碳分子篩

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