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            氮氣制造的工藝流程

            作者: 來源: 日期:2020/2/26 11:54:56 人氣:878

            制氮機工藝流程

            氮氣的最大來源、最低成本是空氣,空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。它們各占約22%與78%。當然還有二氧化碳、水蒸汽及少量的惰性氣體。因此,制氮機實質就是“空分”設備,只要把氧氣與氮氣分開則可。

            制氮機應根據其氮氣的純度高低去選擇,如純度要求不高可選用分子篩制氮機,如純度要求高,則選用冷凍法制氧機。

            冷凍法制氮機是利用氧氣和氮氣的沸點不同(氧氣沸點為-183℃,氮氣沸點為-196℃),首先把空氣預冷、凈化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質),然后進行壓縮、冷卻,使之成為液態空氣。然后,利用氧和氮的沸點的不同,在精餾塔中把液態空氣多次蒸發和冷凝,將氧氣和氮氣分離開來,得到純氧(可以達到99.6%的純度)和純氮(可以達到99.9%的純度)。如果增加一些附加裝置,還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產出的氧氣,經過壓縮機的壓縮,最后將壓縮氮氣裝入高壓鋼瓶貯存。使用這種方法生產氮氣,雖然需要大型的成套設備和嚴格的安全操作技術,但是產量高,每小時可以產出數干、萬立方米的氧氣,與氮氣,而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣,所以從1903年研制出第一臺深冷空分制氮(氧)機以來,這種制氧方法一直得到最廣泛的應用。

            分子篩制氧法(吸附法):氧氣進入吸附器內,當吸附器內氧氣達到一定量(壓力達到一定程度)時,即可打開出氧閥門放出氧氣。經過一段時間,分子篩吸附的氮逐漸增多,吸附能力減弱,產出的氧氣純度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮,然后重復上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法。最近,利用吸附法制氧的小型制氧機已經開發出來,便于家庭使用,當然這也是制氮設備。

            它是利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先,用壓縮機迫使干燥的空氣通過分子篩進入抽成真空的吸附器中,空氣中的氮分子即被分子篩所吸空分制氧系統包括空壓機系統、空冷系統、水冷系統、分子篩純化系統、增壓膨脹機系統、精餾塔系統、加壓氣化系統、氧氣系統、氧壓機系統、調壓站系統空分制氧系統中精餾塔分離氮氣與氧氣的原理簡介:精餾塔是一種采用精餾的方法,使各組份分離。從而得到高純度組份的設備。

            空氣被冷卻至接近液化溫度后送入精餾塔的下塔,空氣自下向上與溫度較低的回流液體

            充分接觸進行傳熱,使部分空氣冷凝為液體。由于氧是難揮發組份,氮是易揮發組份,在冷凝過程中,氧比氮較多的冷凝下來,使氣體中氮的純度提高。同時,氣體冷凝時要放出冷凝潛熱,使回流液體一部分汽化。由于氮是易揮發組份。因此,氮比氧較多的蒸發出來,使液體中氧純度提高。就這樣,氣體由下向上與每一塊塔板上的回流液體進行傳熱傳質,而每經過一塊塔板,氣相中的氮純度就提高一次,當氣體到達下塔頂部時,絕大部分氧已被冷凝到液體中,使氣相中的氮純度達到99.999%。一部分氮氣進入冷凝蒸發器中,冷凝成液氮.作為下塔回流液。同時上塔底部的液氧汽化,作為上塔的上升氣體,參與上塔的精餾。

            下一個:氮氣制造的原理
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