Oxy tinh khiết là gì
Skip to content
Oxy tinh khiết hoặc không khí là loại khí được làm giàu oxy và được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Bởi vì nó tồn tại trong không khí nên việc lấy oxy là điều hiển nhiên. Hiệp hội khí nén Hoa Kỳ CGA đã thiết lập tiêu chuẩn khác xác định hỗn hợp hoặc khí quyển được làm giàu oxy là bất kỳ hỗn hợp hoặc khí quyển nào có chứa nhiều hơn 23% oxy. Trên nồng độ này, các vật liệu không dễ cháy trong không khí sẽ cháy, phạm vi cháy của chúng tăng lên và đám cháy sẽ nóng hơn và cháy nhanh hơn.
Để giảm rủi ro liên quan đến các phụ kiện đặc biệt oxy tinh khiết thường được sử dụng để đảm bảo rằng nó không bị trộn lẫn với các vật liệu sai. Lính cứu hỏa không nên cố gắng đi vào khu vực có nồng độ oxy cao vì quần áo của họ có thể bắt lửa. Một tổ chức có nhiều kinh nghiệm trong việc quản lý oxy trong các tình huống khó khăn là NASA – Cơ quan Quản lý Hàng không và Vũ trụ Quốc gia. Họ đã công bố một tiêu chuẩn an toàn để xử lý khí oxy tinh khiết vào năm 1996 ( NASA, 1996 ). Hầu hết Oxy thương mại được sản xuất bằng cách sử dụng một biến thể của quy trình chưng cất đông lạnh được phát triển từ năm 1895. Quy trình này tạo ra Oxy tinh khiết đến 99 +%. Gần đây, quá trình hấp thụ xoay chân không tiết kiệm năng lượng hơn đã được sử dụng cho ứng dụng sản xuất oxy với độ tinh khiết hơn 90-93%.
Dưới đây là các bước được sử dụng để sản xuất oxy cấp thương mại từ không khí bằng quy trình chưng cất đông lạnh. Bởi vì quá trình này sử dụng công nghệ đông lạnh để tách không khí. Tách tất cả các tạp chất có thể đông đặc chẳng hạn như: hơi nước, carbon dioxide và một số hydrocacbon nặng. Trước tiên các tạp chất trên phải được loại bỏ để ngăn chúng đóng băng và làm tắc đường ống sinh lạnh.
Không khí được tách thành các thành phần chính của nó bao gồm: nitơ, oxy và argon. Thông qua một quá trình chưng cất được gọi là chưng cất phân đoạn. Đôi khi tên này được rút ngắn thành phân đoạn, và các cấu trúc thẳng đứng được sử dụng để thực hiện việc phân tách này được gọi là cột phân đoạn. Trong quá trình chưng cất phân đoạn, các thành phần được tách dần theo nhiều giai đoạn. Ở mỗi giai đoạn, mức độ cô đặc, hoặc một phần nhỏ của mỗi thành phần được tăng lên cho đến khi quá trình phân tách hoàn tất. Vì tất cả các quá trình chưng cất đều hoạt động dựa trên nguyên tắc đun sôi chất lỏng để tách một hoặc nhiều thành phần, nên cần có phần đông lạnh để cung cấp nhiệt độ rất thấp cần thiết để hóa lỏng các thành phần khí.
Oxy ở đáy của cột áp suất thấp là khoảng 99,5% nguyên chất. Các đơn vị chưng cất đông lạnh mới hơn được thiết kế để thu hồi nhiều argon hơn từ cột áp suất thấp, và điều này cải thiện độ tinh khiết của oxy lên khoảng 99,8%. Nếu cần độ tinh khiết cao hơn, có thể thêm một hoặc nhiều cột phân đoạn bổ sung cùng với cột áp suất thấp để tinh chế thêm sản phẩm oxy. Trong một số trường hợp, oxy cũng có thể được đi qua chất xúc tác để oxy hóa bất kỳ hydrocacbon nào. Quá trình này tạo ra carbon dioxide và hơi nước, sau đó được thu giữ và loại bỏ.
Khoảng 80-90% lượng oxy được sản xuất ở Việt Nam được phân phối đến người dùng từ các chai khí nén oxy hóa lỏng. Nếu oxy được hóa lỏng, quá trình này thường được thực hiện trong cột phân đoạn áp suất thấp của nhà máy tách khí. Nitơ từ đỉnh cột áp suất thấp được nén, làm lạnh và trương nở để nitơ hóa lỏng. Dòng nitơ lỏng này sau đó được đưa trở lại cột áp suất thấp để cung cấp khả năng làm mát bổ sung cần thiết để hóa lỏng oxy khi nó chìm xuống đáy cột. Vì oxy lỏng có nhiệt độ sôi cao, nó sôi nhanh và hiếm khi được vận chuyển xa hơn 800 km. Nó được vận chuyển trong các bồn ISO tank lớn, cách nhiệt. Thân bồn được cấu tạo bởi hai lớp vỏ và không khí được thoát ra giữa lớp vỏ bên trong và bên ngoài để làm chậm quá trình mất nhiệt. Không gian chân không được lấp đầy bằng vật liệu cách nhiệt bán rắn để ngăn chặn dòng nhiệt từ bên ngoài.
Hiệp hội khí nén thiết lập các tiêu chuẩn phân loại cho cả oxy khí và oxy lỏng dựa trên số lượng và loại tạp chất. Các cấp khí được gọi là Loại I và nằm trong khoảng từ A, là 99,0% tinh khiết, đến F, là 99,995% tinh khiết. Các cấp chất lỏng được gọi là Loại II và cũng có phạm vi từ A đến F, mặc dù các loại và lượng tạp chất cho phép trong cấp chất lỏng khác với cấp khí. Loại I: Loại B và Loại C và Loại II: Loại C là 99,5% tinh khiết và là các loại ôxy được sản xuất phổ biến nhất. Chúng được sử dụng trong luyện thép và sản xuất các chất hóa học tổng hợp.
Hoạt động của thiết bị tách khí chưng cất đông lạnh được giám sát bằng các thiết bị tự động và thường sử dụng điều khiển máy tính. Kết quả là đầu ra của họ đồng nhất về chất lượng. Việc lấy mẫu và phân tích định kỳ sản phẩm cuối cùng đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn về độ tinh khiết. Trên thực tế hiện nay, oxy tinh khiết được chia thành hai lĩnh lực để phục vụ cho đời sống của con người là. Oxy thở và oxy công nghiệp.
|