ما هي طرق فصل الأكسجين في الهواء？

    المكونات الرئيسية في الهواء هي الأكسجين والنيتروجين ، والتي توجد في حالات جزيئية على التوالي.الجزيئات هي أصغر الجزيئات التي تحافظ على خصائصها الأصلية.قطرها في حدود 10-8 سم ، وعدد الجزيئات كبير جدًا ، وهي في حركة غير منتظمة باستمرار.لذلك ، فإن الأكسجين والنيتروجين والجزيئات الأخرى الموجودة في الهواء تكون موحدة بشكل موحد ، ومن الصعب فصل الجزيئات المختلطة مع بعضها البعض.يوجد حاليًا ثلاث طرق للفصل.

(1) طريقة درجات الحرارة المنخفضة (مصنع الأكسجين السائل)

يتم ضغط الهواء أولاً وتمدده ليبرد.حتى يتم تسييل الهواء ، تختلف درجات حرارة التبخر (نقاط الغليان) للأكسجين والنيتروجين (تحت الضغط الجوي ، تكون نقطة غليان الأكسجين 90 كلفن ، ونقطة غليان النيتروجين هي 77 كلفن).النيتروجين مع نقطة غليان منخفضة منخفض نسبيًا.نظرًا لميزة تبخير الأكسجين بسهولة ، يتم الاحتفاظ بالبخار ذي درجة الحرارة العالية والسائل ذي درجة الحرارة المنخفضة على اتصال مع بعضهما البعض في برج التصحيح.يتبخر المزيد من النيتروجين في السائل ، ويتكثف المزيد من الأكسجين في الغاز.يجعلها ترتفع.يستمر محتوى النيتروجين في البخار في الزيادة ، ويستمر محتوى الأكسجين في السائل السفلي في الزيادة ، وذلك لتحقيق فصل الهواء.لتسييل الهواء ، من الضروري تبريد الهواء إلى درجة حرارة أقل من 100 كلفن.يسمى هذا النوع من التبريد بالتجميد العميق ؛وعملية فصل السائل عن الهواء باستخدام فرق نقطة الغليان تسمى التصحيح.طريقة درجات الحرارة المنخفضة لتحقيق فصل الهواء هي مزيج من التبريد العميق والتصحيح.هي حاليًا أكثر طرق فصل الهواء استخدامًا

(2) طريقة الامتزاز (مولد الأكسجين PSA)

إنه يسمح للهواء بالمرور عبر برج امتصاص مملوء بمادة مسامية معينة ومنخل منفصل واحد.يستخدم المناخل الجزيئية لامتصاص الجزيئات المختلفة بشكل انتقائي.تتمتع بعض المناخل الجزيئية بأداء امتصاص قوي للنيتروجين ، مما يسمح لجزيئات الأكسجين بالمرور.لذلك ، يمكن الحصول على أكسجين بنقاوة أعلى ؛نظرًا لأن قدرة الامتصاص للممتص محدودة ، فعندما يصل امتصاص جزيء معين إلى التشبع ، لا توجد قدرة على الاستمرار في الامتزاز ، ويجب إخراج المواد الممتصة للخارج لاستعادة قدرة الامتصاص.هذه العملية تسمى 'التجديد '.لذلك ، من أجل ضمان استمرار إمداد الغاز ، يجب استخدام أكثر من برجي امتصاص بالتناوب.يمكن أن تكون طريقة التجديد هي طريقة تقليل الضغط ((PSA). تتميز هذه الطريقة بعملية بسيطة وتشغيل مناسب وتكلفة تشغيل منخفضة ، ولكن يصعب الحصول على منتجات عالية النقاء.نقاوة الأكسجين للمنتج حوالي 93 ٪ علاوة على ذلك ، فهو مناسب فقط لأجهزة الفصل ذات السعة التي ليست كبيرة جدًا (أقل من 4000 متر مكعب / ساعة).

(3) طريقة فصل الغشاء

يستخدم انتقائية النفاذية لبعض أغشية البوليمر العضوية.عندما يمر الهواء عبر الغشاء (0.1μم) أو غشاء ليفي مجوف ، معدل الأكسجين الذي يمر عبر الغشاء حوالي 4 إلى 5 مرات من النيتروجين ، وبالتالي تحقيق الأكسجين والنيتروجين.طريقة الفصل بسيطة في الجهاز ، مريحة في التشغيل ، سريعة في بدء التشغيل ، ومنخفضة استثمار.ومع ذلك ، فإن التركيز المخصب بالأكسجين مناسب بشكل عام للحجم المتوسط ​​والصغير ، لذلك فهو مناسب فقط للاحتراق المخصب بالأكسجين والرعاية الصحية الاحتفالية.