Quais são os métodos para separar o oxigênio no ar？

    Os principais componentes do ar são oxigênio e nitrogênio, que existem em estados moleculares, respectivamente.Moléculas são as menores partículas que mantêm suas propriedades originais.O diâmetro é da ordem de 10-8cm, e o número de moléculas é muito grande, e elas estão constantemente em movimento irregular.Portanto, o oxigênio, o nitrogênio e outras moléculas do ar estão uniformemente É mais difícil separar as que estão misturadas entre si.Atualmente, existem três métodos de separação.

(1) Método de baixa temperatura (planta de oxigênio líquido)

O ar é primeiro comprimido e expandido para esfriar.Até que o ar seja liquefeito, as temperaturas de vaporização (pontos de ebulição) do oxigênio e do nitrogênio são diferentes (sob pressão atmosférica, o ponto de ebulição do oxigênio é 90K e o ponto de ebulição do nitrogênio é 77K).O nitrogênio com baixo ponto de ebulição é relativamente baixo.Devido ao fato de que o oxigênio é fácil de vaporizar, o vapor de temperatura mais alta e o líquido de temperatura mais baixa são mantidos em contato um com o outro na torre de retificação.Mais nitrogênio no líquido evapora e mais oxigênio no gás se condensa.Faz subir.O teor de nitrogênio no vapor continua a aumentar e o teor de oxigênio no líquido a jusante continua a aumentar, de modo a alcançar a separação do ar.Para liquefazer o ar, é necessário resfriá-lo a uma temperatura abaixo de 100K.Esse tipo de refrigeração é chamado de ultracongelamento;e o processo de separação de líquido e ar usando a diferença de ponto de ebulição é chamado de retificação.O método de baixa temperatura para obter a separação do ar é uma combinação de resfriamento profundo e retificação.Atualmente é o método de separação de ar mais amplamente utilizado

(2) Método de adsorção (Gerador de oxigênio PSA)

Ele permite que o ar passe por uma torre de adsorção preenchida com um determinado material poroso e uma peneira separada.Ele usa peneiras moleculares para adsorver seletivamente diferentes moléculas.Algumas peneiras moleculares têm forte desempenho de adsorção de nitrogênio, permitindo a passagem de moléculas de oxigênio.Assim, pode-se obter oxigênio com maior pureza;como a capacidade de adsorção do adsorvente é limitada, quando a adsorção de uma determinada molécula atinge a saturação, não há capacidade de continuar a adsorção e o material adsorvido precisa ser expulso para restaurar a capacidade de adsorção.Este processo é chamado de 'regeneração'.Portanto, para garantir o fornecimento contínuo de gás, mais de duas torres de adsorção precisam ser usadas alternadamente.O método de regeneração pode ser o método de redução de pressão ((PSA). Este método tem um processo simples, operação conveniente e baixo custo operacional, mas é mais difícil obter produtos de alta pureza. A pureza do oxigênio do produto é de cerca de 93 Além disso, é adequado apenas para dispositivos de separação com uma capacidade não muito grande (inferior a 4000m3/h).

(3) Método de separação por membrana

Ele usa a seletividade de permeação de algumas membranas de polímeros orgânicos.Quando o ar passa através da membrana (0,1μm) ou membrana de fibra oca, a taxa de oxigênio que passa através da membrana é cerca de 4 a 5 vezes maior que a do nitrogênio, obtendo assim oxigênio e nitrogênio O método de separação é simples no dispositivo, conveniente na operação, rápido na inicialização e baixo investimento.No entanto, a concentração enriquecida com oxigênio é geralmente adequada para médio e pequeno porte, portanto, é adequada apenas para combustão enriquecida com oxigênio e cuidados de saúde cerimoniais.