Quelles sont les méthodes pour séparer l'oxygène de l'air？

Les principaux composants de l'air sont l'oxygène et l'azote, qui existent respectivement à l'état moléculaire. Les molécules sont les plus petites particules qui conservent leurs propriétés d'origine. Le diamètre est de l'ordre de 10 à 8 cm, le nombre de molécules est très grand et elles sont constamment en mouvement irrégulier. Par conséquent, l'oxygène, l'azote et les autres molécules de l'air sont uniformément Il est plus difficile de séparer celles qui sont mélangées les unes aux autres. Il existe actuellement trois méthodes de séparation.

(1) Méthode à basse température ( usine d'oxygène liquide)

L'air est d'abord comprimé et détendu pour se refroidir. Jusqu'à ce que l'air soit liquéfié, les températures de vaporisation (points d'ébullition) de l'oxygène et de l'azote sont différentes (sous pression atmosphérique, le point d'ébullition de l'oxygène est de 90K et le point d'ébullition de l'azote est de 77K). L'azote avec un point d'ébullition bas est relativement bas. En raison de la caractéristique selon laquelle l'oxygène est facile à vaporiser, la vapeur à température plus élevée et le liquide à température plus basse sont maintenus en contact l'un avec l'autre dans la tour de rectification. Plus d'azote dans le liquide s'évapore et plus d'oxygène dans le gaz se condense. Le fait monter. La teneur en azote dans la vapeur continue d'augmenter, et la teneur en oxygène dans le liquide aval continue d'augmenter, de manière à réaliser la séparation de l'air. Pour liquéfier l'air, il est nécessaire de refroidir l'air à une température inférieure à 100K. Ce type de réfrigération est appelé surgélation ; et le processus de séparation du liquide et de l'air en utilisant la différence de point d'ébullition est appelé rectification. La méthode à basse température pour obtenir la séparation de l'air est une combinaison de refroidissement en profondeur et de rectification. Est actuellement la méthode de séparation de l'air la plus largement utilisée

(2) Méthode d'adsorption ( Générateur d'oxygène PSA)

Il permet à l'air de passer à travers une tour d'adsorption remplie d'un certain matériau poreux et d'un tamis séparé. Il utilise des tamis moléculaires pour adsorber sélectivement différentes molécules. Certains tamis moléculaires ont de fortes performances d'adsorption pour l'azote, permettant le passage des molécules d'oxygène. Par conséquent, de l'oxygène avec une pureté plus élevée peut être obtenu ; parce que la capacité d'adsorption de l'adsorbant est limitée, lorsque l'adsorption d'une certaine molécule atteint la saturation, il n'y a aucune possibilité de poursuivre l'adsorption et le matériau adsorbé doit être chassé pour restaurer la capacité d'adsorption. Ce processus est appelé "régénération". Par conséquent, afin d'assurer un approvisionnement continu en gaz, plus de deux tours d'adsorption doivent être utilisées en alternance. La méthode de régénération peut être la méthode de réduction de pression ((PSA). Cette méthode a un processus simple, un fonctionnement pratique et un faible coût d'exploitation, mais il est plus difficile d'obtenir des produits de haute pureté. La pureté de l'oxygène du produit est d'environ 93 De plus, il ne convient qu'aux appareils de séparation dont la capacité n'est pas trop importante (inférieure à 4000m3/h).

(3) Méthode de séparation membranaire

Il utilise la sélectivité de perméation de certaines membranes polymères organiques. Lorsque l'air traverse la membrane (0,1μ m) ou membrane à fibres creuses, le taux d'oxygène traversant la membrane est d'environ 4 à 5 fois celui de l'azote, ce qui permet d'obtenir de l'oxygène et de l'azote. investissement. Cependant, la concentration enrichie en oxygène convient généralement aux moyennes et petites tailles, elle ne convient donc qu'à la combustion enrichie en oxygène et aux soins de santé cérémoniels.