Production d'oxygène par séparation de l'air
Les méthodes industrielles de production d'oxygène par séparation de l'air comprennent principalement la distillation cryogénique, l'adsorption modulée en pression (PSA) et la séparation par membrane.
La méthode de distillation cryogénique commence par purifier l’air (élimination de l’humidité, du CO2, des hydrocarbures comme l’acétylène, des poussières…). L'air purifié est ensuite comprimé, refroidi et liquéfié. Ensuite, en tirant parti des différents points d'ébullition des composants de l'oxygène, de l'argon et de l'azote dans l'air (à pression atmosphérique standard : l'O2 bout à 90,17 K, l'Ar à 87,29 K et le N2 à 77,35 K), la séparation de l'oxygène, de l'azote et de l'argon est effectuée dans une colonne de distillation. Grâce à la distillation cryogénique, on peut obtenir de l'oxygène d'une pureté de 99,5 %, de l'azote d'une pureté supérieure à 99,99 % et de l'argon d'une pureté supérieure à 95 %.
La méthode d'adsorption modulée en pression (PSA) utilise les différentes caractéristiques d'adsorption de l'oxygène et de l'azote sur des adsorbants à tamis moléculaire pour séparer ces composants à température ambiante, sous pression basse ou atmosphérique.
Méthode d'électrolyse de l'eau
Dans des conditions spécifiques, la méthode d'électrolyse de l'eau utilise des matériaux d'électrode pour électrolyser une solution alcaline (telle qu'une solution de KOH à 20 % à 30 %), produisant ainsi de l'hydrogène d'une pureté de 99,9 % et de l'oxygène d'une pureté allant de 99,3 % à 99,8 %. Les unités d'électrolyse de l'eau sont généralement configurées sous l'une des trois formes structurelles suivantes : type boîte-, type filtre à pression atmosphérique-filtre-presse ou filtre pressurisé-type presse. Le processus génère 1 m³ de H2 et 0,5 m³ d'O2 ; cependant, l’électrolyse de l’eau se caractérise par une consommation d’énergie relativement élevée.
