Проще всего получить кислород из воздуха, поскольку воздух — не соединение, и разделить воздух на элементы не так уж трудно.
Основным промышленным способом получения кислорода из воздуха является криогенная ректификация, когда жидкий воздух разделяют на компоненты в ректификационных колоннах так же, как делят, например, нефть. Но чтобы превратить атмосферный воздух в жидкость, его нужно охладить до минус 196°С. Для этого последний нужно сжать, а затем дать ему расшириться и при этом заставить его производить механическую работу. Тогда в соответствии с законами физики воздух обязан охлаждаться. Машины, в которых это происходит, называют детандерами. Современные криогенные установки для разделения воздуха, в которых холод получают с помощью турбодетандеров, дают промышленности, прежде всего металлургии и химии, сотни тысяч кубометров газообразного кислорода.
Кислоро́д (O 2
) — химически активный газ без цвета, вкуса и запаха.
Промышленное получение кислорода
Проще всего получить кислород из воздуха, поскольку воздух — не соединение, и разделить воздух на элементы не так уж трудно.
Основным промышленным способом получения кислорода из воздуха является криогенная ректификация, когда жидкий воздух разделяют на компоненты в ректификационных колоннах так же, как делят, например, нефть. Но чтобы превратить атмосферный воздух в жидкость, его нужно охладить до минус 196°С. Для этого последний нужно сжать, а затем дать ему расшириться и при этом заставить его производить механическую работу. Тогда в соответствии с законами физики воздух обязан охлаждаться. Машины, в которых это происходит, называют детандерами. Современные криогенные установки для разделения воздуха, в которых холод получают с помощью турбодетандеров, дают промышленности, прежде всего металлургии и химии, сотни тысяч кубометров газообразного кислорода.
Также успешно применяются в промышленности воздухоразделительные установки на основе мембранной или адсорбционной технологии.
Применение кислорода в промышленности и медицине
Отрасль
Применение кислорода
Металлургическая промышленность
Производство стали из чугуна (удаление избытка углерода из чугуна).
Конвертерный способ производства стали.
Электросталеплавильное производство.
Кислородное дутье в доменных и мартеновских печах, конверторах.
Производство ферросплавов.
Выплавка никеля, цинка, свинца, циркония и других цветных металлов.
Интенсификация процессов обжига сырья в цветной металлургии.
Прямое восстановление железа.
Переработка штейнов.
Химическая промышленность
Кислород как реактив-окислитель при получении искусственного жидкого топлива, смазочных масел, азотной и серной кислот, метанола, аммиака и аммиачных удобрений, перекисей металлов и др. химических продуктов.
Производство ацетилена (термоокислительный крекинг).
Нефтехимическая промышленность
Кислород применяется для более эффективной работы НПЗ - для увеличения производительности установок по крекингу нефти.
Энергетика
Газификация твердого топлива.
Сжатие твердо-угольной смеси.
Обогащение кислородом воздуха для промышленных котлов.
Строительство и машиностроение
Кислородо-ацетиленовая газорезка и газосварка металлов и сплавов.
Плазменный раскрой металлов и пайка.
Напыление и наплавка металлов.
Золотодобыча
Добыча драгоценных металлов из руд.
Термическое бурение твердых пород.
Аффинаж золота.
Нефтедобыча
Закачка кислорода в пласт для увеличения энергии вытеснения.
Создание эффективно перемещающегося внутри пласта очага горения.
Стекольная промышленность
Кислород позволяет повысить температуру в стекловаренных печах и улучшить процесс горения, уменьшить выбросы окислов азота и твердых частиц из печей.
При производстве стеклоизделий кислород подается на газовые горелки, которые используются для отрезания некондиционной части изделия, оплавления кромок и огневой полировки поверхности для оплавления микродефектов.
Кислород необходим при выдувке стекла, на фабриках медицинского и лабораторного стекла, при производстве электрических лампочек.
Экология
Кислород применяется в процессах:
Для повышения эффективности работы озонаторных установок - озонирование для водоподготовки, очистки сточных вод, отбеливания целлюлозы и т. д.
Утилизация отходов- при обезвреживании (окислении) химически активных отходов в очистных установках в мусоросжигательных печах с кислородным дутьём.
При очистке питьевой воды.
При вторичной переработке металлов.
Сельское хозяйство
В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948.
Кислород как пропеллент и упаковочный газ.
Пищевая промышленность
В пищевой промышленности кислород зарегистрирован в качестве пищевой добавки E948.
Кислород как пропеллент и упаковочный газ.
Озонаторные установки
Озонирование для водоподготовки, очистки сточных вод, отбеливания целлюлозы и т. д.
