Πώς λαμβάνεται βιομηχανικά το οξυγόνο;
1. Συλλογή αέρα: Ο αέρας τραβιέται σε ένα μεγάλο συμπιεστή όπου συμπιέζεται σε υψηλή πίεση. Αυτό αφαιρεί ακαθαρσίες όπως σκόνη και υγρασία.
2. Ψύξη και υγροποίηση: Ο συμπιεσμένος αέρας στη συνέχεια ψύχεται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες (-196 ° C ή -321 ° F). Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας ένα πολύπλοκο σύστημα εναλλάκτη θερμότητας και στροβίλων επέκτασης. Σε αυτή τη θερμοκρασία, η υγρασία του αέρα.
3. κλασματική απόσταξη: Ο υγρός αέρας στη συνέχεια διέρχεται από μια ψηλή, κυλινδρική στήλη που ονομάζεται πύργος απόσταξης. Ο πύργος χωρίζεται σε πολλαπλά τμήματα, το καθένα με συγκεκριμένη θερμοκρασία. Καθώς ο υγρός αέρας ταξιδεύει στον πύργο, ζεσταίνει σταδιακά.
- Στο κάτω μέρος του πύργου, το χαμηλότερο στοιχείο σημείου βρασμού, το άζωτο (-196 ° C), βράζει πρώτα και συλλέγεται στην κορυφή.
- Καθώς ο αέρας συνεχίζεται προς τα πάνω, το οξυγόνο (-183 ° C), το οποίο έχει ένα ελαφρώς υψηλότερο σημείο βρασμού, βράζει δίπλα και συλλέγεται σε χαμηλότερο τμήμα.
- Άλλα αέρια όπως το Argon και το Neon συλλέγονται επίσης σε διαφορετικά επίπεδα στον πύργο.
4. Αποθήκευση και διανομή: Το καθαρισμένο αέριο οξυγόνου στη συνέχεια αποθηκεύεται σε μεγάλες δεξαμενές ή μεταφέρεται με φορτηγά αγωγών ή δεξαμενόπλοιων για διάφορες βιομηχανικές και ιατρικές εφαρμογές.
Βασικά σημεία για την παραγωγή βιομηχανικού οξυγόνου:
* υψηλή καθαρότητα: Η κλασματική απόσταξη αποδίδει οξυγόνο με πολύ υψηλή καθαρότητα, συνήθως 99,5% ή υψηλότερη.
* κλίμακα: Τα βιομηχανικά φυτά μπορούν να παράγουν τεράστιες ποσότητες οξυγόνου, που μετρούνται σε τόνους την ημέρα.
* Εντατική ενέργεια: Οι διαδικασίες υγροποίησης και απόσταξης απαιτούν σημαντική εισροή ενέργειας, κυρίως για ψύξη και συμπίεση.
* Περιβαλλοντικές επιπτώσεις: Η κατανάλωση ενέργειας που σχετίζεται με την παραγωγή οξυγόνου μπορεί να συμβάλει στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, αν και οι εξελίξεις στην τεχνολογία και οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μειώνουν αυτόν τον αντίκτυπο.
Εναλλακτικές μέθοδοι:
Ενώ η κλασματική απόσταξη είναι η κυρίαρχη μέθοδος για την παραγωγή βιομηχανικού οξυγόνου, υπάρχουν και άλλες μέθοδοι, όπως:
* ηλεκτρόλυση νερού: Η διέλευση ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσω νερού το χωρίζει σε υδρογόνο και οξυγόνο. Αυτή η μέθοδος γίνεται όλο και πιο δημοφιλής καθώς οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια, γίνονται πιο διαθέσιμες.
* Προσρόφηση ταλάντευσης πίεσης (PSA): Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί προσροφητικά υλικά για να αφαιρέσει επιλεκτικά το άζωτο από τον αέρα, αφήνοντας πίσω του ένα συμπυκνωμένο ρεύμα οξυγόνου. Το PSA χρησιμοποιείται συνήθως για παραγωγή οξυγόνου μικρότερης κλίμακας.
Βιομηχανικές χρήσεις οξυγόνου:
Το οξυγόνο είναι ένα ζωτικό συστατικό σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες, όπως:
* Παραγωγή χάλυβα: Το οξυγόνο χρησιμοποιείται για την οξείδωση των ακαθαρσιών στο σιδηρομετάλλευμα, οδηγώντας στην παραγωγή χάλυβα υψηλής ποιότητας.
* Χημική παραγωγή: Το οξυγόνο χρησιμοποιείται ως οξειδωτής σε διάφορες χημικές αντιδράσεις.
* Μεταλλική κατασκευή: Το οξυγόνο χρησιμοποιείται για τη συγκόλληση, την κοπή και άλλες μεταλλικές διαδικασίες.
* Υγεία: Το οξυγόνο είναι ζωτικής σημασίας για ιατρικές θεραπείες, όπως η αναπνευστική υποστήριξη.
* επεξεργασία λυμάτων: Το οξυγόνο χρησιμοποιείται για την προώθηση της ανάπτυξης των ευεργετικών βακτηρίων που διασπούν την οργανική ύλη στα λύματα.
