1。圧縮:
* 圧力の増加: 酸素は、通常の大気圧のガスです。 空気を圧縮すると、圧力が大幅に増加し、酸素分子が近づきます。
* 冷却: 圧縮により熱が発生するため、温度の上昇に対抗するために圧縮空気を冷却する必要があります。
2。冷却:
* 臨界温度への冷却: 酸素の臨界温度は-118.6°C(-181.5°F)です。 これは、この温度以下では、酸素が液相と気相の両方に存在する可能性があることを意味します。
* 沸点への冷却: 酸素の沸点は-183°C(-297.4°F)です。 この温度では、液体酸素が蒸発し始めます。
3。分離:
* 分数蒸留: 温度と圧力を慎重に制御することにより、沸点に基づいてさまざまな空気成分を分離できます。窒素は-196°C(-320.8°F)で沸騰し、酸素の沸点よりも低くなります。 これは、圧縮された空気を冷却すると、窒素が最初に凝縮し、酸素を置き去りにすることを意味します。
機器:
* エアコンプレッサー: 空気を圧縮します。
* 熱交換器: 圧縮によって発生する熱を除去します。
* 蒸留柱: 液体酸素を他のガスから分離します。
重要な考慮事項:
* エネルギー消費: このプロセスは、圧縮と冷却の必要性のためにエネルギー集約的です。
* 純度: 生成される酸素の純度は、分離プロセスの効率に依存します。
* 安全性: 液体酸素は非常に可燃性であり、注意して処理する必要があります。
要約すると、空気から酸素を凝縮するプロセスは、空気を圧縮し、沸点の下に冷却し、液体酸素を分数蒸留を通じて他のガスから分離することを伴います。