공기 분리를 통한 산소 생산
공기 분리를 통해 산소를 생산하는 산업적 방법에는 주로 극저온 증류, 압력 변동 흡착(PSA) 및 막 분리가 포함됩니다.
극저온 증류법은 공기 정화(수분, CO2, 아세틸렌 등 탄화수소, 먼지 등 제거)부터 시작됩니다. 정화된 공기는 압축, 냉각 및 액화됩니다. 이어서, 공기 중의 산소, 아르곤 및 질소 성분의 서로 다른 끓는점을 활용하여(표준 대기압에서 O2는 90.17K, Ar은 87.29K, N2는 77.35K에서 끓음) 증류탑 내에서 산소, 질소 및 아르곤의 분리가 수행됩니다. 극저온 증류를 통해 순도 99.5%의 산소, 순도 99.99%가 넘는 질소, 순도 95%가 넘는 아르곤을 얻을 수 있습니다.
압력 변동 흡착(PSA) 방법은 분자체 흡착제에서 산소와 질소의 서로 다른 흡착 특성을 활용하여 저압 또는 대기압 하의 주변 온도에서 이러한 성분을 분리합니다.
물전기분해방식
특정 조건에서 물 전기분해 방법은 전극 재료를 사용하여 알칼리성 용액(예: 20%~30% KOH 용액)을 전기분해하여 순도 99.9%의 수소와 99.3%~99.8% 순도의 산소를 생성합니다. 물 전기분해 장치는 일반적으로 상자-형, 대기-압력 필터-프레스 유형 또는 가압 필터-프레스 유형의 세 가지 구조 형태 중 하나로 구성됩니다. 이 공정에서는 1m3의 H2와 0.5m3의 O2가 생성됩니다. 그러나 물 전기분해는 상대적으로 높은 에너지 소비를 특징으로 합니다.
