一、工業(yè)制氧工藝流程

(1)低溫空氣分離制氧：特點(diǎn)是氧氣純度高，同時(shí)可生產(chǎn)氮?dú)狻宓葰怏w和液體。能耗大，成本貴。

(2)變壓吸附制氧：特點(diǎn)是純度低(純度大于92%)，但價(jià)便宜。

變壓吸附制氧，以沸石分子篩吸附劑為核心，根據(jù)吸附劑在較高壓力下選擇吸附氮?dú)猓幢晃降难鯕庠谖剿敳烤奂鳛楫a(chǎn)品氣輸出。當(dāng)處于吸附的吸附塔臨近吸附飽和之前，原料空氣停止進(jìn)氣，轉(zhuǎn)而向另一只完成再生的吸附塔均壓，隨后泄壓再生。被均壓的吸附塔引入原料空氣開(kāi)始吸附。兩只吸附塔如此交替重復(fù)，完成氧氣生產(chǎn)的工藝過(guò)程。

工業(yè)用變壓吸附制氧可采用加壓吸附，常壓解吸流程；超大氣壓真空解吸流程；穿透大氣壓真空解吸流程。志偉科技公司根據(jù)客戶的具體用氣情況，可提供恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)場(chǎng)供氣裝置。

變壓吸附制氧基本原理

變壓吸附（Pressure Swing Adsorption）是利用氣體在不同的壓力下在吸附劑上的吸附能力不同，對(duì)空氣中各種氣體進(jìn)行分離的一種非低溫空氣分離技術(shù)。

空氣中的主要組份是氮和氧，因此可選擇對(duì)氮和氧具有不同吸附選擇性的吸附劑，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)墓に囘^(guò)程，使氮和氧分離制得氧氣。

氮和氧都具有四極矩，但氮的四極矩（0.31A）比氧的（0.10 A）大得多，因此氮?dú)庠诜惺肿雍Y上的吸附能力比氧氣強(qiáng)（氮與分子篩表面離子的作用力強(qiáng)，如圖1所示）。因此，當(dāng)空氣在加壓狀態(tài)下通過(guò)裝有沸石分子篩吸附劑的吸附床時(shí)，氮?dú)獗环肿雍Y吸附，氧氣因吸附較少，在氣相中得到富集并流出吸附床，使氧氣和氮?dú)夥蛛x獲得氧氣。當(dāng)分子篩吸附氮?dú)庵两咏柡秃螅Ｖ雇諝獠⒔档臀酱驳膲毫Γ肿雍Y吸附的氮?dú)饪梢越馕鰜?lái)，分子篩得到再生并重復(fù)利用。兩個(gè)以上的吸附床輪流切換工作，便可連續(xù)生產(chǎn)出氧氣。

二、關(guān)于氧氣用途的敘述錯(cuò)誤的是（　　） A．氧氣可用于化工生產(chǎn) B．氧氣可用于煉鋼工業(yè) C．液態(tài)氧

A、化工生產(chǎn)中氧氣做氧化劑，故A正確；

B、因?yàn)檠鯕饽苤С秩紵梢杂糜阡撹F工業(yè)，提高鋼鐵的質(zhì)量和產(chǎn)量，故B正確；

C、氧氣不具有可燃性，不能用作燃料，故C錯(cuò)誤；

D、氧炔焰的溫度很高，可以用來(lái)焊接或切割金屬，故D正確．

故選C

三、制作氧氣的化學(xué)方法

(1)高錳酸鉀加熱分解,化學(xué)方程式:

加熱

2KMnO?======K?MnO?+MnO?+O?↑

（2）水電解

水===氧氣+氫氣

（3）氯酸鉀在有MnO?作催化劑的條件下加熱

MnO?

氯酸鉀======氯化鉀+氧氣

加熱

（4）過(guò)氧化鈉和水

（5）雙氧水在有MnO?作催化劑的條件下分解

MnO?（或加熱）

雙氧水=================水+氧氣

四、工業(yè)如何制備氧氣？

分離液態(tài)空氣法

1、空氣冷凍分離法

空氣中的主要成分是氧氣和氮?dú)狻＠醚鯕夂偷獨(dú)獾姆悬c(diǎn)不同，從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預(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、氙等在空氣中含量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，最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)量高，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年研制出第一臺(tái)深冷空分制氧機(jī)以來(lái)，這種制氧方法一直得到最廣泛的應(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)。首先，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)到一定量（壓力達(dá)到一定程度）時(shí)，即可打開(kāi)出氧閥門放出氧氣。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，分子篩吸附的氮逐漸增多，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。最近，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量（0．55—0．60千瓦小時(shí)）相比，是很不經(jīng)濟(jì)的。所以，電解法不適用于大量制氧。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)生極其劇烈的爆炸。所以，電解法也不適用家庭制氧的方法。

標(biāo)簽：制備氧氣工業(yè)