Na počátku XNUMX. století, kdy byly vyvinuty první průmyslové metody výroby kyslíku, se vyráběl v malých množstvích a byl poměrně drahý. Z tohoto důvodu bylo jeho použití omezené.
Na počátku XNUMX. století, kdy byly vyvinuty první průmyslové metody výroby kyslíku, se vyráběl v malých množstvích a byl poměrně drahý. Z tohoto důvodu bylo jeho použití omezené.
V posledních letech se však technologie a zařízení na výrobu kyslíku výrazně zdokonalily a nyní je možné vyrábět levný kyslík ve velkém a široce jej využívat v průmyslu.
Kyslík lze získat:
- Chemickými prostředky;
- Elektrolýza vody;
- Kryogenní metoda;
- Adsorpční metoda;
- Oddělení membrány.
Chemické metody
Zpočátku se k výrobě kyslíku používaly chemické metody založené na vlastnostech určitých látek, jako je bertholletova sůl nebo peroxid barnatý.
Zároveň lze kyslík získat z oxidu uhličitého přes olovo vápenaté, manganistan sodný pomocí vodní páry a dichroman draselný působením kyseliny sírové. Peroxid sodný, peroxid draselný a superoxid sodný také uvolňují kyslík při reakci s vodní párou a oxidem uhličitým.
Existují způsoby získávání kyslíku ze vzduchu střídavou oxidací a redukcí oxidů chrómu na silikagelu, ale nemají průmyslový význam kvůli nízké produktivitě.
Existuje také látka zvaná salcomin, která je schopna absorbovat a uvolňovat kyslík při změně tlaku a teploty, ale její použití je také omezené.
V současné době se někdy používají chemické metody výroby kyslíku k získání malých množství v laboratorní praxi a jiných případech.
Elektrolýza vody
Elektrolýzou vody vzniká kyslík a vodík průchodem stejnosměrného elektrického proudu vodou obsahující hydroxid sodný. Na kladném pólu se shromažďuje kyslík a na záporném pólu vodík. Tento proces je ekonomicky proveditelný pouze tehdy, když jsou náklady na elektřinu nízké (například vodní energie) a používá se hlavně k výrobě vodíku.
Kryogenní metoda
Hluboké ochlazování vzduchu je proces používaný k získávání kyslíku a dusíku z atmosférického vzduchu.
Separace vzduchu je technickou výzvou, protože vzduch je v plynném stavu. Před rozdělením vzduchu na jednotlivé části je proto nutné jej převést do kapalného stavu kompresí, expanzí a ochlazením. Poté dochází k rozdělení na jednotlivé složky pomocí rozdílu bodů varu kyslíku a dusíku.
Při atmosférickém tlaku vře kapalný dusík při -195,8 stupních Celsia a kapalný kyslík vře při -182,97 stupních Celsia. Pokud se postupně odpařuje kapalný vzduch, pak se nejprve odpaří převážně dusík, který má nižší bod varu. Jak se dusík odpařuje, kapalina se obohacuje kyslíkem. Mnohonásobným opakováním procesu odpařování a kondenzace je možné dosáhnout požadovaného stupně separace vzduchu na dusík a kyslík o požadovaných koncentracích. Tento proces se nazývá rektifikace a provádí se ve speciálních strojích – expandérech.
Metoda hlubokého chlazení je založena na ochlazení vzduchu na velmi nízké teploty. Proto tato metoda dostala své jméno. Získávání kyslíku ze vzduchu hlubokým chlazením je nejekonomičtější, což vysvětluje široké použití této metody v průmyslu. Hlubokým chlazením a rektifikací vzduchu je možné získat téměř libovolné množství levného kyslíku a dusíku. Kryogenní metoda navíc umožňuje získat kyslík, jehož čistota dosahuje 99,7 %.
RusGazCryo je jedním z předních dodavatelů kryogenních jednotek pro separaci vzduchu všech typů. Vyrábíme zařízení různých kapacit – až 110000 XNUMX m³ za hodinu. Naše instalace splňují všechny požadavky a normy, což zákazníkům umožňuje používat produkty k řešení různých technologických problémů.
Zařízení na separaci vzduchu
Adsorpční metoda
Adsorpční metoda separace vzduchu je jednou z nejběžnějších metod pro získávání plynných směsí, zvláště když jsou požadovány produkty s nízkými koncentracemi.
Proces je založen na absorpci složek vzduchu přes molekulární síta pomocí tlakové adsorpce (PSA). Instalace KBA se vyznačují nízkou cenou, snadnou instalací, provozem a údržbou, kompaktností, bezpečností, spolehlivostí, automatizací technologického procesu, krátkou dobou náběhu a prakticky neomezenou dobou pracovní kampaně.
Adsorpční metoda je ekonomičtější než metoda kryogenní, která je spojena s nižším tlakem v cyklu, ale neumožňuje výrobu čistého technického kyslíku a zkapalněných plynů.
Oddělení membrány
Membránové jednotky slouží k separaci vzduchu na složky pomocí ultratenkých polymerních membrán, přes které je rychlost průniku pro jednotlivé látky různá. Proces se provádí díky rozdílu parciálních tlaků na různých stranách membrány. Složky vzduchu se dělí na obtížně a snadno pronikající plyny. Zařízení fungující na membránovém principu se často používají k výrobě dusíku a ke zpracování souvisejícího ropného plynu. Vybavení membránových instalací je podobné adsorpčním, ale místo adsorpční jednotky jsou použity standardní membránové patrony.
Metoda je hospodárná z hlediska spotřeby energie a provozu. Kyslík získaný touto metodou má čistotu až 45 %.
Závěr
V důsledku toho můžeme na základě předložených údajů dojít k závěru, že nejúčinnější je kryogenní metoda separace vzduchu. Tato metoda poskytuje vysoký stupeň čištění a vysoce kvalitní separované složky, jako je průmyslový kyslík a zkapalněné plyny. Kryogenní zařízení vykazují vysokou produktivitu a účinnost, což umožňuje výrobu velkých objemů separovaných složek ve vysokých koncentracích. Navzdory vyšší ceně zařízení a složitým technologickým procesům ospravedlňuje kryogenní metoda svou účinnost a je široce používána v různých průmyslových odvětvích a vědeckém výzkumu.
