市販の酸素生産：多面的なプロセス
私たちが呼吸する生命を与えるガスである酸素は、それぞれに独自の利点と用途があるいくつかの方法で商業的に生産されます。
1。空気の分数蒸留：
* 最も一般的な方法： このプロセスは、空気中の異なるガスが異なる沸点を持っているという事実に依存しています。
* 手順：
*空気をろ過して圧縮して不純物を除去します。
*圧縮空気は-200°Cに冷却され、液化します。
*その後、液化空気が分数蒸留されます。沸点が低い窒素は、最初に沸騰し、その後アルゴン、そして最後に酸素が続きます。
* 利点： 高純度の酸素、大規模な生産、比較的低コスト。
* 制限： 液化と蒸留には大きなエネルギーが必要です。
2。圧力スイング吸着（PSA）：
* 小規模な生産により効率的： この方法は、ゼオライトまたは活性炭床にガスの選択的吸着を利用します。
* 手順：
*圧縮された空気は、窒素が優先的に吸着されている吸着剤ベッドを通過します。
*酸素は、他のガスとともにベッドを通過し、収集されます。
*吸着剤ベッドは、窒素または真空でパージすることにより再生されます。
* 利点： 分数蒸留、コンパクトおよびポータブルユニットと比較して、エネルギー消費量が少ない。
* 制限： 通常、産業用途に使用される分数蒸留と比較して低純度酸素。
3。水の電気分解：
* 持続可能な方法： このプロセスでは、水の分解を水素と酸素に電気を使用して利用します。
* 手順：
*水は直接電流を使用して電解されます。
*酸素ガスはアノードで生成され、水素ガスはカソードで生成されます。
* 利点： 再生可能エネルギー源である高純度酸素は、再生可能エネルギーシステムと統合できます。
* 制限： 大幅なエネルギー入力、分数蒸留と比較してより高いコスト、限られた生産尺度が必要です。
4。その他の方法：
* 化学反応： 塩素酸カリウムの分解のような特定の化学反応は、副産物として酸素を生成します。ただし、安全性の懸念とコストにより、この方法はあまり一般的ではありません。
* 酸素濃縮器： これらのデバイスは膜を使用して、空気から酸素を選択的に分離します。通常、医療用途または小規模酸素産生に使用されます。
市販の酸素生産の方法の選択は、次のような要因に依存します。
* 望ましい純度： 分数蒸留は最高の純度酸素を生成し、PSAはより低い純度レベルを提供します。
* 生産尺度： 分数蒸留は大規模な生産に最適ですが、PSAは小規模なニーズに適しています。
* エネルギーの可用性とコスト： 分数蒸留には大きなエネルギー入力が必要ですが、PSAと電気分解はよりエネルギー効率が高い場合があります。
* 環境への影響： 電気分解は、再生可能エネルギー源によって駆動できるため、持続可能なオプションです。
全体として、商業酸素生産は、ヘルスケア、製造、産業プロセスなど、さまざまな分野で重要な役割を果たす重要な産業です。技術が進むにつれて、酸素に対する需要の高まりを満たすために、より新しい、より効率的な方法が常に開発されています。
