Как изготавливают кислород на заводах
Промышленный способ получения кислорода
Кислород является одним из наиболее применяемых человечеством газов, он широко используется практически во всех областях нашей жизнедеятельности. Металлургия, химическая промышленность, медицина, народное хозяйство, авиация – вот лишь краткий перечень сфер, где без этого вещества не обойтись.
Получение кислорода осуществляется в соответствии с двумя технологиями: лабораторной и промышленной. Первые методики производства бесцветного газа базируются на химических реакциях. Кислород получают в результате разложения перманганата калия, бертолетовой соли или перекиси водорода в присутствии катализатора. Однако лабораторные методики не могут полностью удовлетворить потребности в этом уникальном химическом элементе.
Второй способ получения кислорода заключается в криогенной ректификации либо с использование адсорбционной или мембранной технологий. Первая методика обеспечивает высокую чистоту продуктов разделения, но имеет более длительный (по сравнению со вторыми методами) пусковой период.
Адсорбционные кислородные установки зарекомендовали себя одними из лучших среди высокопроизводительных систем по изготовлению обогащенного кислородом воздуха. Они дают возможность получать бесцветный газ чистотой до 95% (до 99 % с применением дополнительной ступени очистки). Их использование оправдано в экономическом плане, особенно в ситуациях, когда нет необходимости в кислороде высокой чистоты, за который пришлось бы переплачивать.
Основные характеристики криогенных систем
Вас интересует производство кислорода с чистотой до 99,9 %? Тогда обратите внимание на установки, работающие на основе криогенной технологии. Достоинства систем для производства кислорода высокой чистоты:
Но из-за больших габаритов криогенных систем, невозможности быстрого запуска и остановки и др. факторов использование криогенного оборудования далеко не всегда является целесообразным.
Принцип действия адсорбционных установок
Схему работы кислородных систем с использованием адсорбционной технологии можно представить следующим образом:
Адсорбционные комплексы отличаются высоким уровнем надежности, полной автоматизацией, простотой в обслуживании, небольшими габаритами и весом.
Достоинства газоразделительных систем
Установки и станции с применением адсорбционной технологии для получения кислорода широко используются в самых разных сферах: при сварке и резке металлов, в строительстве, рыборазведении, выращивании мидий, креветок и т. д.
Преимущества газоразделительных систем:
Выгодные стороны адсорбционных установок НПК «Грасис»
Вас интересует производство кислорода используемым в промышленности способом? Вы хотели бы получать кислород при минимальных финансовых затратах? Научно-производственная компания «Грасис» поможет решить вашу задачу на самом высоком уровне. Мы предлагаем надежные и эффективные системы для получения кислорода из воздуха. Вот основные отличительные черты производимой нами продукции:
Кислород, вырабатываемый нашими воздухоразделительными адсорбционными установками, имеет чистоту до 95 % (с опцией доочистки до 99%). Газ с такими характеристиками широко используется в металлургии при сварке и резке металлов, в народном хозяйстве. В производимом нами оборудовании применяются современные технологии, которые обеспечивают уникальные возможности в сфере газоразделения.
Особенности наших адсорбционных кислородных установок:
Адсорбционные кислородные установки НПК «Грасис» – уникальное сочетание мирового конструкторского опыта производства газоразделительного оборудования и отечественных инновационных технологий.
Главные причины сотрудничества с НПК «Грасис»
Промышленный способ получения кислорода с применением установок, работающих на основе адсорбционной технологии, – один из наиболее перспективных на сегодняшний день. Он позволяет получать бесцветный газ с минимальными энергетическими затратами нужной чистоты. Вещество с данными параметрами востребовано в металлургии, машиностроении, химической отрасли, медицине.
Способ криогенной ректификации – оптимальное решение при необходимости производства кислорода высокой чистоты (до 99,9 %).
Ведущая отечественная компания «Грасис» предлагает высокоэффективные системы для производства кислорода по адсорбционной технологии на выгодных условиях. Мы обладаем большим опытом в реализации разнообразных проектов «под ключ», поэтому не боимся даже самых сложных задач.
Преимущества работы с ответственным поставщиком оборудования НПК «Грасис»:
Звоните нашим менеджерам для уточнения нюансов сотрудничества.
Как производится технический газ кислород
Таким образом, с помощью дистилляционной установки, получается разделить воздушную смесь на аргон, углекислоту, азот и другие включения. В результате всего производственного процесса в жидком состоянии остается только технический кислород. В дальнейшем методом повторной перегонки достигается необходимая чистота этого технического газа. В зависимости от сферы его применения требуется различное процентное содержание базового химического элемента. Для сварки металлов используется технический кислород с наибольшим процентным содержанием. В авиационной, космической, медицинской и металлургических отраслях процентное соотношение не имеет большого значения.
Методы производства технического кислорода
Помимо описанного выше, существуют и альтернативные методы производства технического кислорода. Наиболее распространенные их них:
Все эти способы имеют право на существование в лабораторных условиях и при производстве ограниченного количества технического кислорода.
Для выработки технического газа в больших количествах необходимо использование воздухоразделительной станции. Этот метод отличается наибольшей экологической чистотой и позволяет получать неограниченные объемы технических газов при минимальных затратах энергии.
Утилизация кислорода
Специальной утилизации кислорода после его использования не требуется. Это химическое вещество окисляется в процессе сгорания и оседает в виде оксидов. Но большая часть используемого технического кислорода возвращается обратно в атмосферу.
Обычно для транспортировки и заправки баллонов используют сжиженный технический кислород. Таким образом, снижаются транспортные издержки. После использования всего объема технического сжиженного кислорода возможна повторная заправка баллона на газозаправочной станции. Утилизация списанных баллонов производится на заводах.
Свой бизнес: производство кислорода. Список документов и оборудования для производства кислорода
В нашей повседневной жизни мы нередко встречаемся с утверждением, что кто-то берет деньги буквально из ниоткуда, как будто черпая их из воздуха.
Но мало кто воспринимает столь смелое утверждение буквально. А не попробовать ли сделать это?
Ведь производство кислорода – вполне себе реальный бизнес, да к тому же дающий своему владельцу прекрасные прибыли.
Обыватели ошибочно считают, что чистый кислород может быть использован только некоторыми отраслями тяжелой промышленности да медицинскими учреждениями, однако это совершенно не так.
К слову, крупным предприятиям куда интереснее производство жидкого кислорода, заниматься которым ИП среднего пошиба просто невыгодно из-за высокой опасности процесса и постоянных проверок надзорных органов.
Где используется кислород?
Да, тяжелая промышленность и в самом деле потребляет не менее 80% всего производимого кислорода. Кроме того, его широко используют сварщики для ацетилен-кислородной резки металла, для обеззараживания воды (из-за его великолепных окислительных свойств), а также для аэрации прудов при разведении рыбы в зимний период (для предотвращения мора).
Впрочем, если у вас под боком есть хоть один мало-мальски функционирующий завод по выплавке металлов, то работой вы будете обеспечены в любом случае.
К сожалению (и к счастью для экологии), такие предприятия есть даже не во всех крупных городах, не говоря уже о провинции. Впрочем, это не должно вас останавливать: при наличии в вашем регионе хоть какой-то промышленности, рыбоводческих хозяйств или просто должного количества сварщиков, прибыль будет всегда.
Документы и требования к продукции
Существует сразу несколько нормативов, которые регламентируют производство кислорода. Речь идет о ГОСТ 5583-78 и ТУ (техническом регламенте) 2114-001-05798345-2007. И даже экспортная версия продукции должна проходить сертификацию по ISO 2046-73.
Заметим, что какой-то запредельной бюрократической волокиты на этапе получения всех необходимых документов нет. Кстати, а какие именно бумаги вам потребуется получить?
Вот их полный перечень.
Технология и оборудование
Основным прибором для получения химически чистого вещества является кислородный концентратор. Некоторые ошибочно называют его «генератором», что в корне неверно: он не генерирует кислород, а только извлекает его из воздуха, увеличивая концентрацию.
Как нетрудно догадаться, стоимость такого оборудования находится в прямой зависимости от его мощности. Производительность измеряется в том количестве кислорода заданной концентрации, которое прибор выдаст за один час работы при полной загрузке.
Рассмотрим затраты на его покупку: обычный китайский концентратор, за час выдающий десять кубометров 96% кислорода, обойдется вам тысяч в шесть долларов.
А теперь приготовьтесь: генератор той же фирмы, но выдающий уже сотню кубометров газа того же качества (за одинаковое время), покупать придется за 30 миллионов (!) рублей. Впрочем, у оборудования такого класса есть одно неоспоримое преимущество: с его помощью возможно производство кислорода и азота. Последний охотно закупается предприятиями сельскохозяйственной промышленности, которые занимаются производством азотных удобрений.
Дополнительные затраты и примечания
К сожалению, установить оборудование на чистом альпийском лугу не получится: питание осуществляется от баллонов со сжатым воздухом, который был пропущен через мощные фильтры, а потому очищен от посторонних примесей и водяных паров.
Есть и положительная сторона: в использованные баллоны из-под воздуха вы сможете закачивать чистый кислород. Учитывая, что один такой баллон стоит порядка 6 тысяч рублей, экономия получается существенная. Но мы бы порекомендовали покупать не только оборудование для производства кислорода, но и все необходимое для очистки и сжатия воздуха.
Учитывая вышеприведенные цены, особой разницы при покупке всего комплекта вы даже не заметите.
Соотношение потребленного воздуха и произведенного кислорода
Чтобы заниматься еще и производством воздуха (вспомните, о чем мы говорили в начале статьи), нужно закупить компрессор с большой резервной мощностью. Это оборудование для производства кислорода стоит не слишком дорого, а потому увеличение производительности не ударит по вашему карману.
Разумеется, что концентратор будет потреблять намного больше воздуха в сравнении с выпускаемым им химически чистым кислородом. Упомянутый выше генератор (на 10 кубометров готового газа) за один час потребляет 132 кубометра воздуха. Соответственно, модель на 100 кубов за один час «съест» 1320 кубометров.
Оборудование для очистки и осушения воздуха
Мы уже говорили, что производство кислорода станет куда рентабельнее, ежели вы сами будете делать сырье для концентратора. Нормальный компрессор для первой модели кислородного концентратора можно купить примерно за 8 тысяч рублей, а вот оборудование для более мощной модели будет стоить уже от тысячи долларов.
Качественный осушитель, сопряженный с системой фильтров, обойдется вам в 50 и 350 тысяч рублей соответственно. Словом, в сравнении с затратами на покупку самого концентратора, эти расходы будут уже далеко не столь чувствительными.
Если же не планировать выходить на «космические» мощности, то вполне реально вообще обойтись только арендой части (или вообще всего) оборудования. Кроме того, можно прикупить простейший генератор с производительностью в 3,5 кубометра за час, который продуцирует 90% кислород. Обойдется он уже долларов в 600.
Конечно же, производство кислорода из воздуха в таких масштабах оправдано только в случае его эпизодического использования.
Помещение и персонал
В принципе, каким-то особым требованиям цеха для производства кислорода отвечать не должны. За исключением увеличенного числа пожарных щитов и огнетушителей.
Но в цехе обязательно должна быть проводка, выдерживающая подключение оборудования на 380 В.
Кроме прочего, установка для производства кислорода хороша тем, что для ее обслуживания не требуется привлекать кандидата наук. Вполне подойдет и обычный работник, который вполне справится с задачей после небольшого инструктажа.
Обязательно необходим инженер специальности 240301 «Химическая технология неорганических веществ» или 240706 «Автоматизированное производство химических предприятий».
Разумеется, необходимы грузчики, экспедиторы, специалисты по маркетингу, которые будут отвечать за распространение готовой продукции.
Немного о рентабельности
Как вы уже могли заметить, мы неоднократно отмечали, что рентабельность производства во многом зависит от того, какой воздух вы используете: покупной или «изготовленный» самостоятельно. Впрочем, о каких-то конкретных цифрах говорить сложно, так как все зависит от характеристик используемого вами оборудования, количества наемных работников, фонда заработной платы.
Впрочем, в накладе вы не останетесь в любом случае. Опыт производителей показывает, что средняя рентабельность предприятия на покупном воздухе составляет не менее 100%, на своем сырье – от 150% и выше.
Производство медицинского кислорода
В самом начале статьи мы уже отмечали, что медицинским учреждениям также нужен кислород. Не стоит думать, что его производят в тех же цехах. Вопреки общепринятому мнению, производство медицинского кислорода вообще осуществляется в довольно-таки небольших объемах.
К этому процессу допускаются только получившие все необходимые сертификаты соответствия предприятия медицинской промышленности. «Простым смертным» в эту сферу не попасть. Впрочем, оно того и не стоит: на сертификации и организации соответствующего всем требованиям медиков производстве вы потеряете столько, что окупить все затраты сможете далеко не в первый год.
Кислород технический: производство, эксплуатация и применение в промышленности
Еще со школьного курса химии известно, какой элемент является самым распространенным на нашей планете. Поэтому неудивительно, что кислород технический имеет широкое применение во многих сферах жизнедеятельности. В частности, некоторые технологические операции, которые связанны с металлообработкой, осуществляются при непосредственном участии этого газа.
Общие сведения
Поскольку оксиген обладает высокой химической активностью, он легко входит в реакцию практически со всеми элементами. Исключение составляют лишь инертные вещества. Например, аргон, широко применяемый в сварочном процессе, о котором можно прочитать в статье: газ аргон – химические свойства и сфера применения.
Кислород является самым распространенным элементом на планете
Способы производства
Существует два основных метода получения чистого O2:
«Воздушный» метод считается наиболее выгодным. Чтобы получить кислород технический в объеме 1 м³ данным способом, расходуется порядка 0,5-1,5 кВт/ч электричества. Тогда как для электролиза требуется 10-20 кВт/ч.
На рисунке изображен «воздушный» способ получения
Хранение, транспортировка и меры предосторожности
Для хранения и перевозки O2 используются баллоны, имеющие голубой окрас и характерную надпись черного цвета. Вентиль изготавливается из латуни и снабжен правой резьбой. При этом арматура должна постоянно проверяться на исправность и герметичность. Хранится подобная тара в специально оборудованных складских помещениях или на открытом воздухе под навесом, который осуществляет защиту от солнечных лучей и осадков.
Перевозить кислородные баллоны необходимо на рессорном транспорте или автокарах, соблюдая горизонтальное положение. Хотя в некоторых случаях допускается вертикальное положение при перевозке, но только при наличии специального приспособления, которое исключает любые удары и падения.
В процессе эксплуатации во избежание опасных ситуаций следует придерживаться следующих мер безопасности:
Так точно нельзя обращаться с баллонами, заправленными газом
Кислород технический для газопламенной обработки металла
Это важнейший элемент для сварочного процесса и резки металлических изделий. При его сжигании образуется пламя, которое может достигать 3000°C, что позволяет осуществлять сварку многих металлов. Для газопламенной обработки кислородное содержание газа должно быть не менее 99,2-99,5%. При более низкой чистоте уменьшается качество обработки и увеличивается расход. Хотя для нетребовательных видов сварки можно использовать концентрацию в пределах 92-98%.
Во время сварочных операций и резки газ подается из баллонов, специализированных установок или автономных станций. При больших объемах его целесообразнее и безопаснее хранить в жидком состоянии. Однако, в таком случае придется дополнительно использовать газификационные установки, реализующие переход жидкой фазы в паровую.
Так выглядит металл, который подвергается резке с использованием кислорода
При испарении 1 л O2 образуется 860 дм³ газа. Для сравнения, при испарении такого же количества углекислоты образуется 506 дм³ газа. Кстати, об особенностях эксплуатации CO2 можно прочитать в статье: углекислота: где заправить – вопрос не праздный.
Другое применение в промышленной сфере
Газопламенная обработка – это не единственное сфера использования О2 в металлургической промышленности. Он используется как вспомогательный газ для лазерной и плазменной резки, добавляется в незначительных количествах в защитные смеси для повышения производительности и уменьшения пористости сварочного шва, применяется для резки копьем и др.
Информацию по другим техническим газам вы найдете в этом разделе нашего блога.
Заправить кислородные баллоны можно в компании «Промтехгаз». После заказа, вам своевременно доставят заправленные сосуды, обменяв их на пустую тару.
Производство медицинского кислорода
Промышленная отрасль производства медицинского кислорода значительно выросла за последние два года. К примеру, в 2019 году в России было произведено 7,5 млн кубометров газообразного медицинского кислорода, а по итогам первого полугодия 2020 года этот объем вырос на 14 %. У производства медицинского кислорода в жидком состоянии тоже наблюдается стабильный рост — 29 % за тот же период.
В России производство медицинского кислорода ведется по специальной лицензии. От получения технического кислорода процесс отличается более тщательной очисткой и фильтрацией, поскольку в конечном продукте не должно быть посторонних включений, а содержание оксида углерода, кислот и озона строго регламентируется. Поэтому производство медицинского кислорода в целом представляет собой более сложный и технологичный процесс. О том, как это происходит, расскажем далее.
Для чего используется медицинский кислород
В медицинские учреждения кислород поставляют для тяжелых больных, испытывающих проблемы с дыхательной системой. В стационарах газ применяется для пациентов с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, проблемами с кровообращением, находящихся в реанимации или отделении интенсивной терапии. В хирургии он необходим для наркоза.
Кроме того, медицинский кислород становится все более востребован людьми, заботящимися о своем здоровье. Несмотря на то, что применение дыхательной смеси не включено в официальные протоколы лечения разных заболеваний, большинство врачей сходятся во мнении, что обогащенные кислородом смеси будут полезны во множестве ситуаций. Среди симптомов, с которыми поможет справиться оксигенотерапия:
Также врачи советуют при помощи медицинского кислорода укреплять иммунитет и бороться с негативными последствиями хронической гипоксии, с которой сталкиваются практически все жители больших городов. Кислородотерапия будет полезна в периоды интенсивных умственных активностей, для улучшения результатов во время активных физических нагрузок и эффективного восстановления после них.
Как производят медицинский кислород
Технологий производства медицинского кислорода существует множество. Чаще всего используются ВРУ — воздухоразделительные установки. Подобное оборудование для производства медицинского кислорода позволяет получать газ прямо из воздуха. Это очень удобно, поскольку отсутствует необходимость в сырьевой базе и добыть чистый кислород можно в любом месте.
Принципов разделения воздуха на составляющие несколько. Например, используется физическая адсорбция, мембранное или криогенное разделение, при котором воздух сильно охлаждается и затем компоненты разделяют по массе.
Как производят медицинский кислород методом низкотемпературной ректификации из воздуха? Для этого используется аппарат, представляющий собой цилиндрическую колонну с перегородками. Суть процесса ректификации в том, что воздух в парообразном состоянии пропускается через жидкость с меньшим содержанием кислорода и большим — азота. Эта жидкость имеет температуру ниже, чем у пара, в итоге кислород конденсируется, а азот испаряется.
Оборудование для производства медицинского кислорода
Так же, как способы производства кислорода для медицинских нужд, различаются и варианты оборудования. Это могут быть как большие установки, производящие сотни литров газа в час, так и компактные приборы — концентраторы.
Концентраторы состоят из двух емкостей с цеолитом. Они работают поочередно: через один сосуд пропускается воздух, чтобы отфильтровать кислород, а второй в это время очищается от азота и других компонентов.
Компактное оборудование для производства медицинского кислорода достаточно эффективно и позволяет получить кислород с очисткой до 95 %. Недостатков у таких устройств тоже хватает. Два основных — это высокая стоимость и несбалансированный состав дыхательной смеси, которая сильно иссушает дыхательные пути.
Чтобы компенсировать сухость медицинского кислорода, на концентраторы дополнительно устанавливают увлажнитель. Это увеличивает размеры оборудования и повышает его стоимость. Все эти факторы делают рациональным применение концентраторов в тех случаях, когда нужно обеспечить мобильную подачу кислорода — например, в машинах скорой помощи. Кроме того, такие установки используют в стационарах или для поддержания тяжелых больных.
В остальных случаях удобнее пользоваться медицинским кислородом, расфасованным в баллончики. Установка для производства медицинского кислорода методом ректификации называется ректификационной колонной. После выделения чистого О2 его помещают в баллоны. Генерация кислорода в промышленных масштабах позволяет снизить себестоимость литра газа и сделать его более доступным для конечного потребителя.
Кроме того, в промышленной установке производства медицинского кислорода проще контролировать состав смеси, поэтому можно сразу сделать ее неиссушающей, комфортной для использования. Это избавляет от необходимости отдельно применять модули увлажнения.
Преимущества кислородных баллончиков Prana
Кислородные баллончики Prana содержат оптимальную по составу дыхательную смесь. Она состоит на 80 % из кислорода и на 20 % из азота. Такая композиция дает важное преимущество — она не сушит дыхательные пути. Причем никакого негативного воздействия нет как при однократном применении, так и при постоянном использовании кислородных баллончиков.
Важным этапом является фильтрация. Многоступенчатая система очистки гарантирует, что дыхательная смесь не будет содержать посторонние примеси и включения. Медицинский кислород не имеет запаха и никак не ощущается при вдыхании, что позволяет использовать его даже аллергикам и людям с повышенной чувствительностью к разным добавкам.
Кислород Prana производится на современном и технологичном оборудовании, что гарантирует стабильное качество продукции. Производство сертифицировано и имеет все необходимые лицензии для поставок именно медицинского кислорода.
Дыхательная смесь поставляется в удобной фасовке — компактных баллончиках с кислородом разного объема. Самые маленькие баллоны рассчитаны на 8 литров, они подойдут для использования в машине, спортзале, на работе. Большие емкости на 12 и 16 литров позволяют получить медицинский кислород по минимальной цене, они удобны для постоянного использования дома.
Баллончики Prana выпускаются с маской или без нее — для большей эффективности или максимальной компактности.
Используя концентрированный медицинский кислород Prana в баллончиках, можно всего за 4-5 вдохов восполнить его недостаток и быстро устранить последствия гипоксии.