氧气对我们在地球上的生存至关重要。按体积计算,它占地球大气层的 21%。氧气也存在于地壳中,约占 46.6%。它是无臭、无色、无味的气体,能与除氦、氖、氩、氪以外的所有元素发生反应并形成氧化物。由于呼吸和燃烧过程,它对人类来说是必需的。
非反应性气体在商业上产生,用于工业和医学。为了产生液氧,我们使用深冷空分工艺从空气中液化和分离氧气。液氧用于钢铁和其他金属的熔炼、精炼和制造、提供医疗和生物支持、采矿、生产以及石材和玻璃制品的制造等众多应用。
氧气是通过深冷空分装置中的大气液化产生的,深冷技术是最常用于生产工业和医疗应用的液氧的技术。另外还有非深冷法,如变压吸附生产氧,纯度一般为93-95%的氧气,但不能用于大规模生产高纯度氧气。深冷空分采用大气为原料,然后将其送入空压机。压缩后的空气被送入净化系统,清除杂质,如水分、二氧化碳和碳氢化合物。为了使空气液化,它通过热交换器,在那里它被冷却成低温液体。之后空气进入蒸馏塔,在那里氧气与氮气、氩气等其他气体进行分离。
氧气在蒸馏塔底部形成。氧气在这里被蒸馏,直到它符合对应应用的纯度。然后,液态氧被储存在低温储罐中。液体储存优于气体储存,因为没有泄漏,既经济又有效,1升液化氧等于840升气态氧。 但是储液罐必须使用高强度材料制成,才能承受极端温度和压力。液态氧必须与周围的热量隔绝,这需要使用专门的材料。氧气设备配有汽化泵,可以将液态氧转化为气态氧。
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