Πώς κάνουν χημικά καθαρό οξυγόνο;
1. Κλασματική απόσταξη αέρα
* διαδικασία: Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος για την παραγωγή οξυγόνου μεγάλης κλίμακας. Ο αέρας συμπιέζεται και ψύχεται μέχρι να υγροποιηθεί. Ο υγροποιημένος αέρας στη συνέχεια αποστάζεται κλασματικά, που σημαίνει ότι τα διαφορετικά συστατικά διαχωρίζονται με βάση τα σημεία βρασμού τους. Το οξυγόνο βράζει σε υψηλότερη θερμοκρασία από το άζωτο, έτσι συλλέγεται ως αέριο.
* Πλεονεκτήματα: Αποτελεσματική παραγωγή μεγάλης κλίμακας.
* μειονεκτήματα: Απαιτεί σημαντική ενέργεια για την υγροποίηση και την απόσταξη.
2. Προσρόφηση ταλάντευσης πίεσης (PSA)
* διαδικασία: Ο αέρας διέρχεται από ένα κρεβάτι προσροφητικού υλικού (όπως οι ζεόλιθοι) που προτιμά προσροφά το άζωτο. Το οξυγόνο, το οποίο δεν προσροφάται τόσο έντονα, περνάει και συλλέγεται. Το προσροφητικό κρεβάτι στη συνέχεια αναγεννηθεί μειώνοντας την πίεση, απελευθερώνοντας το προσροφημένο άζωτο.
* Πλεονεκτήματα: Χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας από την κλασματική απόσταξη, σχετικά συμπαγής.
* μειονεκτήματα: Παράγει οξυγόνο χαμηλότερης καθαρότητας (συνήθως 90-95%), λιγότερο αποτελεσματική για παραγωγή μεγάλης κλίμακας.
3. Ηλεκτρόλυση νερού
* διαδικασία: Ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το νερό, προκαλώντας το να χωριστεί στα συστατικά του στοιχεία, το υδρογόνο και το οξυγόνο.
* Πλεονεκτήματα: Παράγει πολύ υψηλής καθαρότητας οξυγόνου (έως και 99,999%).
* μειονεκτήματα: Απαιτεί μια σημαντική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, σχετικά δαπανηρή.
4. Χημικές αντιδράσεις
* διαδικασία: Ορισμένες χημικές αντιδράσεις παράγουν οξυγόνο ως υποπροϊόν. Για παράδειγμα, το χλωρικό κάλιο θέρμανσης (KCLO3) παράγει χλωριούχο κάλιο (KCL) και αέριο οξυγόνου.
* Πλεονεκτήματα: Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή οξυγόνου μικρής κλίμακας.
* μειονεκτήματα: Δεν είναι μια βιώσιμη μέθοδος, μπορεί να είναι επικίνδυνη αν δεν αντιμετωπιστεί προσεκτικά.
5. Διαχωρισμός μεμβράνης
* διαδικασία: Ο αέρας διέρχεται από μια μεμβράνη που επιτρέπει στο οξυγόνο να περάσει κατά την εμπλοκή άλλων αερίων.
* Πλεονεκτήματα: Σχετικά αποτελεσματική και συμπαγής.
* μειονεκτήματα: Δεν είναι τόσο αποτελεσματική όσο η κλασματική απόσταξη, παράγει χαμηλότερο οξυγόνο καθαρότητας (συνήθως 90-95%).
Η συγκεκριμένη μέθοδος που χρησιμοποιείται για την παραγωγή οξυγόνου εξαρτάται από την επιθυμητή καθαρότητα, την κλίμακα παραγωγής και τους διαθέσιμους πόρους.
