상업적 산소 생산 :다면 공정
우리가 호흡하는 생명을주는 가스 인 산소는 각각 고유 한 장점과 응용 프로그램을 통해 여러 가지 방법을 통해 상업적으로 생산됩니다.
1. 공기의 분수 증류 :
* 가장 일반적인 방법 : 이 과정은 공기의 다른 가스마다 끓는점이 다르다는 사실에 의존합니다.
* 단계 :
* 불순물을 제거하기 위해 공기가 필터링되고 압축됩니다.
* 압축 공기가 -200 ° C로 냉각되어 액화가 발생합니다.
* 액화 공기는 분수로 증류됩니다. 끓는점이 낮은 질소는 먼저 끓여서 아르곤과 마침내 산소가 뒤 따릅니다.
* 장점 : 고순도 산소, 대규모 생산, 상대적으로 저렴한 비용.
* 한계 : 액화 및 증류에 상당한 에너지가 필요합니다.
2. 압력 스윙 흡착 (PSA) :
* 소규모 생산에 더 효율적인 : 이 방법은 제올라이트 또는 활성화 된 탄소 층에 가스의 선택적 흡착을 활용합니다.
* 단계 :
* 압축 공기는 질소가 우선적으로 흡착되는 흡착제 층을 통과합니다.
* 산소는 다른 가스와 함께 침대를 통과하여 수집됩니다.
* 흡착제 층은 질소 또는 진공으로 정화하여 재생됩니다.
* 장점 : 분수 증류, 소형 및 휴대용 장치에 비해 에너지 소비가 낮습니다.
* 한계 : 더 낮은 순도 산소는 분수 증류와 비교하여 일반적으로 산업 응용 분야에 사용됩니다.
3. 물의 전기 분해 :
* 지속 가능한 방법 : 이 과정은 전기를 사용하여 물의 수소와 산소로의 분해를 활용합니다.
* 단계 :
* 물은 직접 전류를 사용하여 전해됩니다.
* 산소 가스는 양극에서 생산되며 수소 가스는 캐소드에서 생산됩니다.
* 장점 : 고순도 산소, 재생 에너지 원은 재생 에너지 시스템과 통합 될 수 있습니다.
* 한계 : 상당한 에너지 투입이 필요하고, 분수 증류에 비해 더 높은 비용, 제한된 생산 규모가 필요합니다.
4. 기타 방법 :
* 화학 반응 : 염소산 칼륨의 분해와 같은 특정 화학 반응은 산소를 부산물로 생성합니다. 그러나이 방법은 안전 문제와 비용으로 인해 덜 일반적입니다.
* 산소 농축기 : 이 장치는 막을 사용하여 공기에서 산소를 선택적으로 분리합니다. 일반적으로 의료 응용 또는 소규모 산소 생산에 사용됩니다.
상업적 산소 생산 방법 선택은 다음과 같은 요인에 따라 다릅니다.
* 원하는 순도 : 분수 증류는 가장 높은 순도 산소를 생성하는 반면, PSA는 더 낮은 순도 수준을 제공합니다.
* 생산 규모 : 분수 증류는 대규모 생산에 이상적이며 PSA는 소규모 요구에 적합합니다.
* 에너지 가용성 및 비용 : 분수 증류에는 상당한 에너지 입력이 필요하지만 PSA 및 전기 분해는 더 에너지 효율적 일 수 있습니다.
* 환경 영향 : 전기 분해는 재생 가능한 에너지 원으로 구동 될 수 있으므로 지속 가능한 옵션입니다.
전반적으로 상업용 산소 생산은 의료, 제조 및 산업 공정을 포함한 다양한 부문에서 중요한 역할을하는 중요한 산업입니다. 기술이 발전함에 따라 산소에 대한 증가하는 수요를 충족시키기 위해 새로운 방법이 지속적으로 개발되고 있습니다.
