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制氧机缺口大,印度平民为何不用电解水制氧?

来源:水之道        发布时间:2022-03-19 15:15:33

  印度现在是全球新冠疫情最严重的国家,每天新增确诊人数都在30万以上。然而氧气生产企业产能严重不足,医院极度缺乏氧气,大量重症患者在焦灼的等待中窒息而亡。目前中国援助的第一批制氧机已经抵达印度,很快还会运送10000台。面临如此危急的形势,也许世界各国再援助几万台也不够用。有人说平民可以自己在家做一些简单的化学实验制作氧气,自己动手丰衣足食,再也不用担心氧气不够用的问题,听起来很美好,但这无疑会让本就糟糕的情况雪上加霜,为什么不能自己在家制氧呢?本期节目得从初高中化学讲起,建议您带着孩子一起重温中学课堂。

  最基础的制作氧气的物理方法是电解水,原理和方程式很简单,就是给水通上电,电流会把水分子拆解开,正极产生氧气,负极产生氢气,但是这样的实验在课堂上简单玩玩儿就行了,做出的氧气纯度远远不够。要知道新冠疫情患者的肺部是受到了严重的损伤,可能只有轻微患者和即将痊愈的人不用吸氧,其余患者统统都得吸氧,而重症患者的氧气消耗量是其他病症的10倍以上,每分钟最多可以消耗50升氧气。只有高浓度的纯氧才能维持生命,我国医用级别的氧气浓度不低于99.5%,印度的医院标准比较低,要求90%到96%就可以了。但即便如此,电解水制氧的浓度还是达不到医用标准。而且实验室电解水用的是直流电,电量小还耗电快,制氧速度非常慢。家里收集氧气的容器很难做到完全密封,可能一边制氧一边泄露,用掉半天时间才能生产出几百升氧气。普通人在家里实验肯定会选择用交流电,那可是220V,一不小心就会发生触电事故。人体触电了通常会产生火花,氧气作为助燃剂,而氢气一遇到火花就会发生剧烈爆炸。这种做法不仅无法获得能够有效利用的氧气,还会造成接二连三的小爆炸,干脆直接让人自杀算了。

  除了这种方法,我们在飞机上还能看到氧气面罩,是化学制氧原理。把氯酸钠和其它化合物混合在一起,当拉下面罩时,那些可以放热的化学物质混合在一起,释放出260摄氏度以上的高温,高温可以让它们分解为氯化钠和氧气。这个方法的优点是制氧速度快,而且不依赖于空气,适合飞机、潜艇等密闭空间。但它的缺点也很大,就是释放的氧气量很少,基本只够人用几十分钟而已,只能争取到这一小会儿的救命时间。而且此法成本很高,印度那些缺氧的民众连氧气瓶都买不起,可能更没有渠道去购买氯酸钠等化学物质了。

 

  医院使用的氧气瓶都是工业化流水线制作出的,有些采用了分馏法,这样需要一整套复杂的设备,而且冷却和加压的过程特别消耗能源。印度的制氧工厂大多采用分子筛吸附的方法分离氧气。简单说就是通过沸石这种铝硅酸盐矿物,把干燥空气中的氮气和氧气分离开。它的分子之间是一种多孔结构,小分子能穿过,大分子被拦截。沸石有自然形成的,也有人工合成的,不管是开采还是合成,成本都很低。这种办法还不用加压冷却,不需要成本高昂的分馏塔,我们日常的家用制氧机也是这种原理。

  印度的制氧行业几乎是被几家大型连锁企业垄断的,比如Inox这种公司,每天能够生产出几千吨医用氧气,但是恐怕依然不够每天新增30万病人的消耗缺口。众所周知,印度的工业基础很差,运输氧气的罐子是个大问题,现在氧气造出来了恐怕也很难运输。有一些民间制氧的小作坊,规模都不大,难以应对如今爆发式的需求,而且疫情爆发之前,印度人对传染病都没有什么认知,密集的人流、不做防护、聚众欢庆节日,恐怕让这些小作坊也关门了不少。

  印度疫情炸雷,既是天灾,也是人祸,政府不认真面对、民众对疾病没有认知、工业基础薄弱。关键是供氧系统崩溃不是今年才发生的,去年就发生过缺氧的问题,但是好像没有人重视。莫迪甚至为了恢复经济,强制要求复工复产,把一半的氧气都分到了工业生产领域,导致医用氧气严重缺乏。缺氧暴露的有资金、产能、原料、工业生产、储存、运输等一系列问题,印度恰恰在这些方面都存在难题。在施以援手之外,真心希望印度疫情早日缓解。

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