Kommerzielle Herstellung von Sauerstoff und dessen Verwendung

Falls erforderlich in Mengenmengen, wird Sauerstoff durch fraktionierte Destillation von flüssiger Luft hergestellt. Von den Hauptbestandteilen der Luft hat Sauerstoff den höchsten Siedepunkt und ist daher weniger flüchtig als Stickstoff und Argon. Dieses Verfahren nutzt die Tatsache aus, dass das komprimierte Gas, wenn es sich ausdehnen darf, abkühlt.

Die Hauptschritte des Vorgangs umfassen: 1. Die Luft wird gefiltert, um feste Partikel zu entfernen. (2) Feuchtigkeit und Kohlendioxid werden durch Absorption in Laugen entfernt; (3) die Luft wird komprimiert und die Kompressionswärme wird durch herkömmliche Kühlverfahren abgeführt; (4) Druckluft und gekühlte Luft strömen in die in der Kammer enthaltenen Spulen; (5) ein Teil der Druckluft (bei einem Druck von etwa 200 Atmosphären) kann sich in der Kammer ausdehnen, während die Spulen gekühlt werden; (6) das expandierte Gas wird mit mehreren aufeinanderfolgenden Expansions- und Kompressionsschritten zum Kompressor zurückgeführt, was letztendlich zur Verflüssigung der Druckluft bei -196ºC führt; (7) Man lässt die flüssige Luft erwärmen, um zuerst die leichten Edelgase und dann den Stickstoff abdestillieren zu lassen, wobei flüssiger Sauerstoff zurückbleibt. Mehrere Fraktionen ergeben ein Produkt, das für die meisten industriellen Zwecke ausreichend rein ist (99,5%).

Die Stahlindustrie ist der größte Verbraucher von reinem Sauerstoff beim "Blasen" von kohlenstoffreichem Stahl - dh flüchtigem Kohlendioxid und anderen nichtmetallischen Verunreinigungen in einem schnelleren und leichter zu kontrollierenden Prozess als bei Verwendung von Luft. Die Verbrennung von Abfällen in geschlossenen Systemen mit reinem Sauerstoff ist wichtig geworden. Der sogenannte LOX von kraftstoffoxidierenden Kraftstoffen ist flüssiger Sauerstoff, der Verbrauch von LOX hängt vom Betrieb von Weltraumprogrammen ab. Reiner Sauerstoff wird in U-Booten und Taucherglocken verwendet.

Kommerzieller Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft hat herkömmliche Luft in der chemischen Industrie ersetzt, um oxidationsgesteuerte Chemikalien wie Acetylen, Ethylenoxid und Methanol herzustellen. Medizinische Anwendungen von Sauerstoff umfassen die Verwendung in Sauerstoffzelten, Inhalatoren und pädiatrischen Inkubatoren. Mit Sauerstoff angereicherte gasförmige Anästhetika bieten Lebenserhaltung während der Vollnarkose. Sauerstoff ist in vielen Branchen wichtig, in denen Öfen verwendet werden.

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