空氣中含氮?dú)?8%，氧氣21%。 由于空氣是取之不盡的免費(fèi)原料，因此工業(yè)制氧1制氮通常是將空氣中的氧氣和氮?dú)夥蛛x出來(lái)。制氧氧氣用來(lái)煉鋼;氮?dú)庥脕?lái)攪拌鋼水，氧氣和氮?dú)饩侵匾囊苯鹪?。本專題將詳細(xì)介紹制氧1制氮的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理等信息。
制氧1制氮目的] :制氧氧氣用來(lái)煉鋼;氮?dú)庥脕?lái)攪拌鋼水，氧氣和氮?dú)饩侵匾囊苯鹪稀?/span>
制氮原理簡(jiǎn)介] :以空氣為原料，利用物理的方法,將其中的氧和氮分離而獲得。工業(yè)中有三種，即深冷空分法、分子篩空分法PSA和膜空分法。
工業(yè)制氧大致可分為以下幾種方法
(-物理制氧
1、空氣冷凍分離法
空氣中的主要成分是氧氣和氮?dú)?。利用氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同(氧氣沸點(diǎn)為-183°C,氮?dú)夥悬c(diǎn)為-196C)，從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。把空氣預(yù)冷、凈化(去除空氣中的少量水
分、二氧化碳、乙炔、碳?xì)浠衔锏葰怏w和灰塵等雜質(zhì))、 然后進(jìn)行壓縮、冷卻，使之成為液態(tài)空氣。然后，利用氧和氮的沸點(diǎn)的不同，在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝，將氧氣和氮?dú)夥蛛x開(kāi)來(lái)，得到純氧(可以達(dá)到99. 6的純度)和純氮(可以達(dá)到99. 9%的純度)。 如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、 氖、氦、氪、氙等在空氣中含里極少的稀有惰性氣體。
由空氣分離裝置產(chǎn)出的氧氣，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的壓縮，后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存，或通過(guò)管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產(chǎn)氧氣，雖然需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù)，但是產(chǎn)里高，每小時(shí)可以產(chǎn)出數(shù)干、萬(wàn)立方米的氧氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運(yùn)、不用倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的空氣，所以從1903年研制出第-臺(tái)深冷空分制氧機(jī)以來(lái)，這種制氧方法一直得到廣泛的應(yīng)用。
2、分子篩制氧法(吸附法)
利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來(lái)。用壓縮機(jī)迫使干燥的空氣通過(guò)分子篩進(jìn)入抽成真空的吸附器中，空氣中的氮分子即被分子篩所吸附，氧氣進(jìn)入吸附器內(nèi)，當(dāng)吸附器內(nèi)氧氣達(dá)到量(壓力達(dá)到程度)時(shí)，即可打開(kāi)出氧閥門(mén)放出氧氣。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，分子篩吸附的氮逐斬增多，吸附能力減弱，產(chǎn)出的氧氣純度下降，需要 用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮，然后重復(fù)上述過(guò)程。這種制取氧的方法亦稱吸附法。
近，利用吸附法制氧的小型制氧機(jī)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，便于家庭使用。
3、電解制氧法
把水放入電解槽中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度，然后通入直流電，水就分解為氧氣和氫氣。每制取一立方米氧，同時(shí)獲得兩立方米氫。用電解法制取一立方米氧要耗電12- - 15千瓦小時(shí)，與上述兩種方法的耗電里(0.5-0.60千瓦小時(shí))相比，是很不經(jīng)濟(jì)的。所以，電解法不適用于大里制氧。另外同時(shí)產(chǎn)生的氫氣如果沒(méi)有妥善的方法收集，在空氣中聚集起來(lái)，如與氧氣混合，容易發(fā)生極其劇烈的。所以，電解法也不適用家庭制氧的方法。