氧气是维持地球上生命的关键元素;它是高度活泼的，很容易参与化学反应产生氧化物，这些氧化过程也会产生大量的热量。因此，氧作为氧化剂和助燃剂广泛应用于各个工业部门。
冶金
在工业领域，钢铁行业是最大的氧气消耗者。与空气相比，纯氧有助于更快、更有效地去除二氧化碳和其他非金属杂质。
向炼钢炉注入高纯度的氧气，可以氧化铁中的磷、硫和硅等杂质。同时，氧化产生的热量足以维持炼钢所需的温度。纯氧的引入大大缩短了冶炼时间，节约了能源，提高了钢的质量。氧也广泛用于有色金属的冶炼，如铜、铅和锌。
除炼钢炉、平炉、玻璃及矿棉熔炼炉外，石灰及水泥窑越来越多地采用富氧空气或在冶炼过程中透过喷枪引入氧气，以提高生产力及节省能源。
化学工业
氧在化学工业中起着不可缺少的作用。它是制造各种化学品的原材料，用于制药、染料、炸药等领域。氧被用于生产硝酸、过氧化氢、环氧乙烷、氯乙烯、乙炔、甲醇和许多其他化学品。
在氨的生产中，氧通常用于氧化原料气，以改善工艺并提高产量。例如，在煤炭气化过程中，产生合成气需要足够的氧气供应，合成气作为化学原料或更容易运输和可用的燃料。
重油的高温裂解也需要氧作为氧化剂。氧气有利于裂化产物中碳氢化合物的完全燃烧，提高了重油裂化效率，并能去除产品中的污染物，提高产品纯度。
在天然气重整反应制甲醇的过程中，氧作为氧化促进剂起着至关重要的作用。它有助于增加甲醇的产量，并保持催化剂的活性，使反应继续进行。
乙烯和环氧丙烷产品的生产也需要大量的氧气。
环境保护
氧气在污水处理、工业废水和垃圾焚烧中的应用日益增加，提高了氧气在环境保护领域的重要性。与其他化学工艺相比，氧气处理废水更为有效。氧能把废水中的有机物氧化成无机物。它可以促进细菌生长，通过自然生物降解过程加速废物的代谢。向下水道中引入氧气可以抑制硫化氢的形成，防止严重的管道腐蚀和难闻的气味。臭氧也可用于饮用水处理。
在工业废气处理过程中，氧常被用作氧化剂或氧化还原剂，以减少排放物中有机物质的含量，从而降低污染水平。
在封闭系统中，例如用于处理危险废物的焚化炉，纯氧可以导致更彻底的燃烧，以销毁废物。
金属加工
氧作为助燃剂的作用巩固了它在金属加工领域的地位。许多通常不能在空气中燃烧的材料可以在富氧环境中燃烧。因此，当与燃料气体混合时，与在空气中燃烧相比，氧气可以提供更高的燃烧温度。这一特性在金属切割、焊接、玻璃吹制和其他工艺中得到了广泛的应用，显著提高了效率。
在氧-乙炔焊接或切割中，乙炔和氧分别作为燃料和氧化剂。乙炔燃烧会产生高达3000摄氏度的高温火焰，导致金属熔化。此时，利用高速的氧气流吹走熔融金属，达到焊接或切割的目的。
医疗保健
在医疗领域，可靠的氧气供应挽救了无数生命。氧气可以帮助提供呼吸以挽救生命或辅助治疗，提高病人的舒适度。对于患有肺气肿等呼吸系统疾病的人来说，补充氧气至关重要。氧气也用于治疗肺炎、哮喘和充血性心力衰竭等疾病。富氧麻醉药确保全身麻醉期间的生命支持。氧气在抢救窒息和危重病人中起着重要的作用。
压缩氧储备用于各种缺氧或低氧甚至缺氧环境，如深海位置、高海拔地区、高空飞行或外层空间。氧气设备广泛用于长期暴露于低氧环境的人群的医疗保健，如登山者和边境巡逻士兵。
军事与太空探索
在液体燃料火箭或导弹中，液氧通常被用作液氢和液态甲烷等燃料的氧化剂，从而提供升空所需的强大推力。
液氧炸药是用液氧使可燃材料饱和，使其具有高度爆炸性而制成的。
纯氧也被用于供应潜艇和宇航员。
水产养殖
通过给水加氧来改善水产养殖环境，可以促进在特定水域养殖更多的鱼类。充足的氧气水平使鱼类保持健康并长得更大，在出售时为它们提供竞争优势。
其它应用
金矿
事实上，在金矿开采中，氧经常被用作氧化剂。氧可以与金矿中的金属化合物发生反应，将其转化为更容易提取的金属或更容易加工的化合物。
玻璃吹制
以氧气为燃料的火焰产生高温来加热和熔化玻璃，以便成型和吹制。通过调节氧气的流量和压力，玻璃工匠可以控制玻璃的膨胀和形状，从而在玻璃吹制过程中实现精确的操作，从而制作出各种玻璃器皿。
纸浆漂白
使用氧作为氧化剂来生产漂白纸浆是一种更加环保的方法。与传统的含氯漂白方法相比，氧漂白可以减少对水体的污染。
深井作业
在深井作业中，氧化处理可能是必要的，以帮助处理和改变下面的土壤或岩石的性质。
电子行业
氧气对制造半导体集成电路至关重要，因为它可以改变材料特性，形成介电层，并清洁芯片表面。在光纤的生产过程中，氧气是一种重要的气体成分。
磁流体动力发电
磁流体动力发电是一种利用流体在磁场影响下产生的电能的技术。在磁流体动力发电系统中，氧气在绝缘、保护、控制气氛和导热等方面起着至关重要的作用。
氧气使用的纯度
不同的应用需要不同水平的氧气纯度。以下是一些常见领域对氧气纯度要求的例子:
- 医疗:氧气治疗的氧气纯度要求通常超过99.5%。用作麻醉药载体的氧气要求纯度达到99.99%或更高。
- 工业:工业用氧气的纯度通常在90%到98%之间。
- 电子制造业:用于半导体材料高温热处理的氧气可能要求纯度达到99.99%或更高。
- 实验室:一些实验室可能要求氧气纯度超过99.999%。
- 日常应用:氧气治疗和氧气美容等应用可能需要超过99%的氧气纯度。
- 焊接和切割:用于焊接和切割的工业级氧气通常要求纯度在99%左右。
如何获取氧气
工业制氧方法主要包括深冷蒸馏、变压吸附技术、膜分离和电解制氧。低温蒸馏是一种传统的、成熟的制氧方法。它包括将空气冷却到液化，然后利用空气成分的不同沸点来分离氧气。这是大规模工业制氧的主要方法。
近年来，变压吸附技术和膜分离技术在中小规模富氧应用中越来越受欢迎。与低温蒸馏相比，它们需要更低的投资，并提供更多的灵活性和便利性。
水电解制氧可在生产1立方米氧气的同时产生2立方米氢气，但其能耗过高，不适合大规模制氧。
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