富氧是应用物理或化学方法将空气中的氧气进行收集,使收集后气体中的富氧含量≥21%。
富氧中燃烧碳即富氧燃烧技术,它是在现有电站锅炉系统基础上,用高纯度的氧气代替助燃空气,同时辅助以烟气循环的燃烧技术具有相对成本低、易规模化、可改造存量机组等诸多优势。
富氧是应用物理或化学方法将空气中的氧气进行收集,使收集后气体中的富氧含量≥21%。富氧方法包括:增压增氧、制氧机制氧、化学制氧等。富集的氧气用途广泛,随着富氧燃烧技术的不断发展,富氧技术也成了绿色能源的基础之一。
富氧方式
富氧增压增氧方式
增压增氧主要用在飞机上,通过增加机舱内的压力,使空气密度增加,由于空气中含氧量的比例是一定的(氧在空气中的体积比为20 95%),空气密度增加后,空气中氧的**质量也增加,从而达到增加氧的目的。
富氧制氧机制氧方式
制氧机制氧广泛用在各个领域,制氧机有3大类:**是利用空气为原料,通过物理的方法,把氧气从空气里分离出来。在1个大气压下,液态氧的沸点是-183℃,而液态氮的沸点是-196℃,当控制液态空气的沸点在-183℃以下高于-196℃时,液态氮首先蒸发,留下来的是液态氧,这种方法可制得纯度很高的氧气,再用很大的压力(一般150个大气压)压入钢瓶贮存起来,供工厂、医院使用,贮存在钢瓶的氧气还可向氧气袋充氧,供个人或旅行者使用。平时我们所见的氧气瓶供氧、氧气袋供氧都是使用这种方法制出的氧气。**种是常压(或叫低压)制氧方法,所需压缩空气的压力在1MPa以内,这是近十几年发展起来的制氧方法,也叫膜制氧方法。膜制氧方法的原理可参见文献。第三种是PSA分子筛制氧方法,PSA分子筛制氧是使用一种变压吸附制氧设备,这种设备主要由空气净化系统,PSA氧氮分离系统,氧气缓冲、检测系统等组成。
富氧化学制氧方式
化学制氧是利用含氧化合物为原料,通过与催化剂的反应,制出氧气。使用的含氧化合物必须具备两个条件:一是这种含氧化合物是较不稳定的,在加热时容易分解放出氧气;二是这种含氧化合物里含氧的百分比是比较高的,能分解放出较多的氧气。一般用氯酸钾(分子式是KClO3),它含氧的百分比达40%,在氯酸钾里加入少量黑色的二氧化锰(MnO2)粉末,氯酸钾会迅速分解,有多量的氧气放出。氯酸钾分解放出的氧气常用“排水集气法”收集,供试验、呼吸等使用。氧立得就是利用这种原理制氧的。
富氧薄膜分离制氧
富氧优 点
(1)增容方便。通过增加膜组件可以很容易地扩大系统的产氧量。
(2)无需操作人员特别照管。
(3)少保养。由于阀门少,所以不需定期更换移动组件。
(4)重量轻,结构紧凑,节省空间。
(5)易于安装和启动,启动时间不超过10 min。
(6)富氧膜分离器具有较高的分离系数和渗透速度,其氧气/氮气的分离系数为5~7。
(7)无负压和变压过程。
(8)因具有全调节功能,在要求产氧量降低时,可大大节约能源。
(9)中空纤维膜的使用寿命通常超过10年。
富氧缺 点
(1)必须有新鲜、洁净的大气环境,战场上无法保障。
(2)中空纤维膜需进口,目前国内还不能制造。
(3)制氧的浓度为30%~50%,虽可直接供人使用,但若充满氧气袋其袋内含氧量偏低。