با توجه به اینکه درصد بالایی از ترکیب هوا را (حدود78درصد) نیتروژن تشکیل می دهد، می توان با جداسازی گاز نیتروژن ازهوا اکسیژن تولید کرد. روشهای زیر در این خصوص مورد استفاده قرار می گیرند:
الف) روش تقطیر ( تولیداکسیژن مایع یا LIQUID OXYGEN ) :
مکانیسم تولید اکسیژن خالص در این سیستم استفاده از روش سیکل تبریدی (کرایوژنیک) است که جداسازی گازهای تشکیل دهنده هوا بر اساس اختلاف نقطه جوش آنها صورت می گیرد. اکسیژن مایع در واحدهای بزرگ و متوسط تولید اکسیژن و نیتروژن از طریق تقطیر هوای مایع شده تولید میشود.
این روش شامل مراحل زیر مى‌باشد:
- فیلتر کردن و فشرده نمودن هوا
- جداسازى آلاینده‌ها، بخار هوا و اکسیدهاى کربن ازهوا
- سرد کردن هوا توسط مبدل حرارتى و خنک کن
- مایع کردن هوا تا دماى حدود 196- درجه سانتیگراد
- گرم کردن محصولات گازها و جداسازى مرحله‌اى آنها از هواى مایع
درجه خلوص اکسیژن تولید شده با این روش99-98 درصد است. اکسیژن مایع توسط تانکرهای مخصوص حمل شده و در مخازنی که به این منظور در محل مصرف تعبیه گردیده تخلیه می شود. فشار مخزن ذخیره از psi200-150قابل تغییر بوده و از 100 لیتر تا بالای 40 متر مکعب گنجایش دارند؛ اکسیژن مایع را بایستی قبل از مصرف با گذراندن از داخل لوله های مارپیچی تبادل حرارت به گاز تبدیل نمود. این سیستم از اجزایی نظیر مخزن ذخیره، بخارکننده، صافیها و تنظیم کننده فشارتشکیل می شود. به دلیل دردسرهای حمل و نقل و هزینه های بالای آن کمتر مورد استفاده قرارمی گیرد.
عدم نیاز به انرژی برق، داشتن دو مخزن ذخیره و احتمال پایین خطر انفجار از مزایای این روش میباشد.
تکنولوژِی تولید اکسیژن خالص به روش (VSA (Vacuum swing adsorption :
پکیج VSAاز سه قسمت مجزا تشکیل شده که فاقد کمپرسور و درایر می باشد به جای کمپرسور از بلوئر استفاده می شود. در تمام مراحل تولید اکسیژن، هوا از میان بستر زئولیت عبور می کند، دانه های زئولیت دارای حدود دو میلی متر قطر بوده که قادرند مولکولهای نیتروژن را جذب کنند در حالیکه مولکولهای اکسیژن ازلابه لای آنها عبورکرده و در یک مخزن ذخیره جمع آوری می شوند. نیتروژن نیز با آب و دی اکسیدکربن ترکیب شده و از سیستم تخلیه می شود. یکی از مزیت این روش عدم آلوده شدن دانه های زئولیت به قطرات آب و روغن و… به دلیل فشار پایین و عدم استفاده ازکمپرسور می باشد. خلوص گاز اکسیژن تولیدی به این روش تا90 درصد و میزان جریان گاز بین 150 تا500 لیتر در دقیقه قابل تامین است.
ب)جداسازی اکسیژن ازهوا به وسیله گرانولهای زئولیت:
متداول ترین روشهای تولید اکسیژن خالص درمحل مصرف شامل تولید اکسیژن به روشهای PSA وVSA می باشد؛ در هر دو روش از غربالهای مولکولی زئولیت برای خالص سازی و جداکردن گاز اکسیژن از هوا استفاده می شود. اصول و مکانیسم کار در هر دو روش مشابه بوده با این تفاوت که تجهیزات مورد استفاده درروش VSA ساده تر و تعداد تجهیزات مورد استفاده نیز به مراتب کمتر از روش PSA می باشد؛ به همین دلیل در روش VSA ضریب اطمینان سیستم بالاتر و هزینه های نگهداری آن به مراتب پایین تراز PSA می باشد. همچنین درروش PSA فرآیند جدا کردن اکسیژن از سایر گازهای هوا در فشار بالا (حدود8 بار) امکان پذیر است که ایجاد چنین فشار بالایی نیاز به کمپرسور دارای قدرت مناسب و درایر دارد در حالیکه درروش VSA این عمل در فشار پایین (حدود 1.5 بار) انجام می شود که با یک بلوئر نیز قابل تامین است.
