1。極低温分離:
* 原則: この方法は、酸素(-183°C)とメタン(-162°C)の間の沸点の違いに依存しています。
* プロセス:
*ガス混合物は、メタンの沸点の下の温度まで冷却されます。
*メタンは液体に凝縮し、酸素はガスのままです。
*次に、気体酸素が収集されます。
* 利点: 非常に効率的で、比較的単純です。
* 短所: 特殊な極低温機器、エネルギー集約型が必要です。
2。膜分離:
* 原則: この方法では、選択的透過性を備えた膜を利用して、一部のガスが通過している間、他のガスが保持されます。
* プロセス:
*ガス混合物は、酸素が通過する優先的に膜を通過する膜を通過します。
*メタンは膜の反対側に保持されます。
* 利点: 比較的低いエネルギー消費、コンパクトな設計。
* 短所: 膜選択性は、ガス混合物の温度、圧力、および組成の影響を受ける可能性があります。
3。圧力スイング吸着(PSA):
* 原則: この方法では、メタンを選択的に吸着する吸着剤材料を採用し、酸素を残します。
* プロセス:
*ガス混合物は、メタンが吸着されている吸着剤ベッドを通過します。
*吸着されたメタンは、圧力を低下させ、純粋な酸素を放出することにより吸収されます。
* 利点: 比較的低コスト、大規模な分離に効率的です。
* 短所: 継続的な操作には複数のベッドが必要であり、吸着剤は時間とともに劣化する可能性があります。
4。化学分離:
* 原則: この方法では、メタンを適切な化学試薬と反応させて別の化合物に変換し、酸素を置き去りにします。
* プロセス:
*メタンは酸素自体と反応し、二酸化炭素と水を形成することができます。
*他の化学反応を使用して、メタンを選択的に除去することもできます。
* 利点: 高純度の酸素を達成することができ、潜在的に貴重な副産物を生成します。
* 短所: 特定の反応条件が必要であり、より複雑で高価な場合があります。
5。分数蒸留:
* 原則: 極低温分離に似ていますが、混合物の成分間の揮発性の違いに依存しています。
* プロセス:
*ガス混合物は加熱され、蒸留カラムを通過します。
*より揮発性が高い酸素は、柱の上部に上昇し、ガスとして収集されます。
*メタンは柱の下部に残ります。
* 利点: 確立されたプロセスは、さまざまな飼料組成に適合させることができます。
* 短所: エネルギー集約型である場合があり、大きな機器が必要です。
酸素をメタンから分離するための最良の方法は、酸素の望ましい純度、動作のスケール、利用可能なリソースなどの要因に依存します。
注: ガスを扱う際には、専門家と相談し、安全プロトコルに従うことが重要です。