1。分数蒸留
* それがどのように機能するか： これは最も一般的な産業方法です。 ヘリウム（-268.9°C）と酸素（-182.9°C）の間の沸点の違いを活用します。
*ガス混合物は非常に低い温度に冷却されます。
*ヘリウムは、沸点が低いため、最初に沸騰し、収集されます。
*温度が上昇すると、酸素が沸騰し、個別に収集されます。
* 利点： 大規模な分離に効率的に、高純度製品を生産します。
* 短所： 特殊な機器と非常に低い温度、エネルギー集約型が必要です。
2。 膜
* それがどのように機能するか： ヘリウム原子は酸素分子よりもはるかに小さい。 選択的に透過性膜は、酸素をブロックしながらヘリウムが通過できるようにします。
* 利点： 比較的単純なセットアップ、蒸留よりもエネルギー消費量が少ない。
* 短所： 蒸留と同じ高純度を達成できず、大規模な操作では効率が低くなります。
3。 圧力スイング吸着（PSA）
* それがどのように機能するか： 材料（吸着剤）は、高圧で酸素分子に選択的に結合します。圧力が下がると、酸素が放出され、ヘリウムが通過します。
* 利点： エネルギー効率は、小規模操作に使用できます。
* 短所： 吸着剤材料は頻繁に再生する必要があり、蒸留と同じ純度を達成できない場合があります。
4。 極低温分離
* それがどのように機能するか： ガス混合物は、酸素が液化するまで冷却され、ヘリウムガスを収集します。
* 利点： 比較的簡単な高純度を達成できます。
* 短所： 冷却、エネルギー集約型のための特殊な機器が必要です。
5。 その他の方法
* 拡散： 多孔質膜を使用して、異なる拡散速度に基づいてガスを分離できます。
* クロマトグラフィ： この手法は、静止相の異なる親和性に基づいてガスを分離するために使用できます。
メソッドの選択：
ヘリウムと酸素を分離するための最良の方法は、次のような要因に依存します。
* 望ましい純度： 超高純度の場合、蒸留が通常望まれます。
* 動作スケール： 大規模な生産の場合、蒸留は通常より効率的です。
* エネルギー消費： 膜とPSAは、エネルギー効率の利点を提供します。
* コスト： 各方法には独自のコストに関する考慮事項があります。
注： ヘリウムと酸素の分離は、慎重なエンジニアリングと特殊な機器を必要とする複雑なプロセスです。
