Μπορεί το οξυγόνο και το αέριο αζώτου να διαχωριστούν φυσικά;
1. Κλασματική απόσταξη: Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη βιομηχανική μέθοδος. Ο αέρας ψύχεται για πρώτη φορά και συμπιέζεται, προκαλώντας την υγροποίηση. Ο υγροποιημένος αέρας στη συνέχεια θερμαίνεται προσεκτικά, επιτρέποντας στα αέρια να βράζουν σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Το άζωτο βράζει στους -196 ° C, ενώ το οξυγόνο βράζει στους -183 ° C. Αυτή η διαφορά τους επιτρέπει να χωρίζονται καθώς εξατμίζονται.
2. Διαχωρισμός μεμβράνης: Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ημιεπερισμένες μεμβράνες που επιτρέπουν στο άζωτο να περάσει πιο εύκολα από το οξυγόνο. Ο αέρας πιέζει και διέρχεται από τη μεμβράνη, με αποτέλεσμα ένα ρεύμα εμπλουτισμένο στο άζωτο και ένα άλλο ρεύμα εμπλουτισμένο σε οξυγόνο.
3. Προσρόφηση: Τα προσροφητικά υλικά, όπως οι ζεόλιθοι, μπορούν να δεσμεύονται επιλεκτικά με μόρια αζώτου πιο έντονα από τα μόρια οξυγόνου. Ο αέρας περνά μέσα από ένα κρεβάτι προσροφητικού και το άζωτο απορροφάται, αφήνοντας ένα ρεύμα εμπλουτισμένο σε οξυγόνο. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνά για την παραγωγή οξυγόνου υψηλής καθαρότητας.
4. Κρυογονικός διαχωρισμός: Αυτό περιλαμβάνει τον αέρα ψύξης σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, προκαλώντας πρώτα το άζωτο να συμπυκνωθεί πρώτα. Το υγρό άζωτο διαχωρίζεται στη συνέχεια από τα υπόλοιπα αέρια. Αυτή η μέθοδος είναι λιγότερο κοινή από την κλασματική απόσταξη αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συγκεκριμένες εφαρμογές.
Γιατί ο φυσικός διαχωρισμός;
Οι μέθοδοι φυσικού διαχωρισμού προτιμώνται έναντι των χημικών μεθόδων επειδή είναι συνήθως:
* πιο αποτελεσματική: Απαιτούν λιγότερη ενέργεια και είναι γενικά πιο οικονομικά αποδοτικές.
* λιγότερο επιζήμια: Δεν περιλαμβάνουν χημικές αντιδράσεις που θα μπορούσαν να μεταβάλουν τη σύνθεση των αερίων.
* Πιο φιλικό προς το περιβάλλον: Παράγουν λιγότερα απόβλητα και ελαχιστοποιούν τον κίνδυνο επιβλαβών εκπομπών.
Συνοπτικά, το αέριο οξυγόνου και αζώτου μπορεί να διαχωριστεί αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας διάφορες φυσικές μεθόδους, με την κλασματική απόσταξη να είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη.
