1. Collezione Air: L'aria viene disegnata in un grande compressore in cui viene compresso ad alta pressione. Ciò rimuove impurità come polvere e umidità.
2. Raffreddamento e liquefazione: L'aria compressa viene quindi raffreddata a temperature estremamente basse (-196 ° C o -321 ° F). Ciò si ottiene utilizzando un sistema complesso di scambiatori di calore e turbine di espansione. A questa temperatura, i liquefi d'aria.
3. Distillazione frazionaria: L'aria liquida viene quindi passata attraverso un'alta colonna cilindrica chiamata torre di distillazione. La torre è divisa in più sezioni, ciascuna con una temperatura specifica. Mentre l'aria liquida percorre la torre, si scalda gradualmente.
- Nella parte inferiore della torre, il componente del punto di ebollizione più basso, azoto (-196 ° C), bolle per primo e viene raccolto nella parte superiore.
- Mentre l'aria continua verso l'alto, ossigeno (-183 ° C), che ha un punto di ebollizione leggermente più alto, bolle successivamente e viene raccolta in una sezione inferiore.
- Altri gas come Argon e Neon sono anche raccolti a diversi livelli nella torre.
4. Storage e distribuzione: Il gas di ossigeno purificato viene quindi immagazzinato in grandi serbatoi o trasportato tramite tubazioni o camion di petroliere per varie applicazioni industriali e mediche.
Punti chiave sulla produzione di ossigeno industriale:
* alta purezza: La distillazione frazionaria produce ossigeno con una purezza molto elevata, in genere del 99,5% o superiore.
* Scala: Le piante industriali possono produrre enormi quantità di ossigeno, misurate in tonnellate al giorno.
* ad alta intensità di energia: I processi di liquefazione e distillazione richiedono un ingresso di energia significativo, principalmente per il raffreddamento e la compressione.
* Impatto ambientale: Il consumo di energia associato alla produzione di ossigeno può contribuire alle emissioni di gas serra, sebbene i progressi nella tecnologia e nelle fonti di energia rinnovabile stiano riducendo questo impatto.
Metodi alternativi:
Mentre la distillazione frazionaria è il metodo dominante per la produzione di ossigeno industriale, esistono altri metodi, come ad esempio:
* Elettrolisi dell'acqua: Il passaggio di una corrente elettrica attraverso l'acqua la divide in idrogeno e ossigeno. Questo metodo sta diventando più popolare poiché le fonti di energia rinnovabile come l'energia solare e eolica diventano più disponibili.
* Adsorption azionario a pressione (PSA): Questo metodo utilizza materiali adsorbenti per rimuovere selettivamente l'azoto dall'aria, lasciando dietro di sé un flusso di ossigeno concentrato. Il PSA viene in genere utilizzato per la produzione di ossigeno su scala ridotta.
usi industriali dell'ossigeno:
L'ossigeno è una componente vitale in molti processi industriali, tra cui:
* Produzione in acciaio: L'ossigeno viene utilizzato per ossidare le impurità nel minerale di ferro, portando alla produzione di acciaio di alta qualità.
* Produzione chimica: L'ossigeno viene usato come ossidante in varie reazioni chimiche.
* Fabbricazione in metallo: L'ossigeno viene utilizzato nei processi di saldatura, taglio e altri processi di lavorazione dei metalli.
* Healthcare: L'ossigeno è cruciale per i trattamenti medici, come il supporto respiratorio.
* Trattamento delle acque reflue: L'ossigeno viene utilizzato per promuovere la crescita di batteri benefici che abbattono la materia organica nelle acque reflue.
