随着工业的迅速发展,氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用,我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。氮气的化学性质不活泼,在平常的状态下表现为很大的惰性,不易与其他物质发生化学反应。因此,氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气,一般保护气的纯度要求为99.99%,有的要求99.998%以上的高纯氮。液氮是一个较方便的冷源,在食品工业、医疗事业以及畜牧业的精液贮藏等方面得到越来越普遍的应用。在化肥工业生产合成氨时,合成氨的原料气—氢、氮混合气若用纯液氮洗涤精制,可使惰性气体的含量极微小,一氧化硫和氧的含量不超过 20ppm。
深冷分离制氮工作原理
深冷空分制氮以空气为原料,经过压缩、净化、用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸点不同,通过精馏,使它们分离来获得氮气。空气经过压缩、冷却、净化后,再利用热交换把空气液化成为液空。根据液氧和液氮的沸点不同,通过对液空的精馏,氧在精馏塔底部富集,形成富氧液空,在精馏塔顶部得获得氮气。
深冷空分制氮设备复杂、占地面积大,基建费用高,设备一次性投资多,运行成本高,产气慢,安装要求高周期长。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮,在中、小规模制氮就显得不经济
深冷分离制氮工作原理结构图
1-空气压缩机;2-预冷机组;3-分子筛吸附器;4-电加热器;5-冷箱;6-透平膨胀机;7-主换热器;8-精馏塔;9-冷凝蒸发器
PSA变压吸附制氮工作原理
变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂,利用加压吸附,降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气,从而分离出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种以煤为主要原料,经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的,表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂,呈黑色。
变压吸附制氮工作原理结构图
1-空气压缩机;2-过滤器;3—干燥机;4-过滤器;5-PSA吸附塔;6-过滤器;7-氮气缓冲罐
膜分离制氮工作原理
膜分离制氮技术是以空气为原料,根据空气中的氮气和氧气在膜两侧压差作用下,在膜中的溶解度和扩散系数不同,导致渗透率较快的水蒸气、氧气等一些气体先透过膜,成为富氧气体,而渗透率较慢的氮气则滞留富集,成为干燥的富氮气体,达到氧氮分离的目的。
膜分离制氮设备是利用一种高分子聚合纤维材料作为分离单元,当空气在一定压力下通过膜纤维管,由于空气各组分在膜管中的溶解速度和扩散速度不同,易渗透的氧气,氦气,二氧化碳,水蒸汽等气体组分则先渗透扩散过膜纤维毛细管,而渗透速度较慢的氮气则滞留富集,成为产品氮气输出。
膜分离工作原理结构图
1-空气压缩机;2-过滤器;3-干燥机;4-过滤器;5-电加热器;6-膜组件
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