工业如何制备氧气?

题目

工业如何制备氧气?

答案

分离液态空气法 1、空气冷冻分离法 空气中的主要成分是氧气和氮气.利用氧气和氮气的沸点不同,从空气中制备氧气称空气分离法.首先把空气预冷、净化(去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质)、然后进行压缩、冷却,使之成为液态空气.然后,利用氧和氮的沸点的不同,在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝,将氧气和氮气分离开来,得到纯氧(可以达到99．6％的纯度)和纯氮(可以达到99．9％的纯度).如果增加一些附加装置,还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体.由空气分离装置产出的氧气,经过压缩机的压缩,最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存,或通过管道直接输送到工厂、车间使用.使用这种方法生产氧气,虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术,但是产量高,每小时可以产出数干、万立方米的氧气,而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气,所以从1903年研制出第一台深冷空分制氧机以来,这种制氧方法一直得到最广泛的应用. 2、分子筛制氧法（吸附法） 利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来.首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,氧气进入吸附器内,当吸附器内氧气达到一定量（压力达到一定程度）时,即可打开出氧阀门放出氧气.经过一段时间,分子筛吸附的氮逐渐增多,吸附能力减弱,产出的氧气纯度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,然后重复上述过程.这种制取氧的方法亦称吸附法.最近,利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来,便于家庭使用. 3、电解制氧法 把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气.每制取一立方米氧,同时获得两立方米氢.用电解法制取一立方米氧要耗电12—15千瓦小时,与上述两种方法的耗电量（0．55—0．60千瓦小时）相比,是很不经济的.所以,电解法不适用于大量制氧.另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集,在空气中聚集起来,如与氧气混合,容易发生极其剧烈的爆炸.所以,电解法也不适用家庭制氧的方法.