Производство кислорода путем разделения воздуха
Промышленные методы получения кислорода путем разделения воздуха в первую очередь включают криогенную дистилляцию, адсорбцию при переменном давлении (PSA) и мембранное разделение.
Метод криогенной дистилляции начинается с очистки воздуха (удаление влаги, CO2, углеводородов, таких как ацетилен, пыли и т. д.). Очищенный воздух затем сжимается, охлаждается и сжижается. Впоследствии, используя различные температуры кипения компонентов кислорода, аргона и азота в воздухе (при стандартном атмосферном давлении: O2 кипит при 90,17 К, Ar при 87,29 К и N2 при 77,35 К), разделение кислорода, азота и аргона осуществляется в дистилляционной колонне. Методом криогенной перегонки можно получить кислород чистотой 99,5 %, азот чистотой более 99,99 % и аргон чистотой более 95 %.
Метод адсорбции при переменном давлении (PSA) использует различные характеристики адсорбции кислорода и азота на молекулярных ситах-адсорбентах для разделения этих компонентов при температуре окружающей среды, при низком или атмосферном давлении.
Метод электролиза воды
В определенных условиях в методе электролиза воды используются электродные материалы для электролиза щелочного раствора (например, 20–30% раствор КОН), в результате чего получается водород с чистотой 99,9% и кислород с чистотой от 99,3% до 99,8%. Установки электролиза воды обычно имеют одну из трех конструктивных форм: коробчатого-типа, фильтрующего-напорного типа-прессового типа или прессового типа фильтра-напорного типа. В процессе образуется 1 м³ H2 и 0,5 м³ O2; однако электролиз воды характеризуется относительно высокими энергозатратами.
