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空分基本知识—空气分离的方法

信息来源:博大实地化学有限公司   点击次数:7152   发布时间:2012-12-17 10:20:53

    目前工业性生产氧、氮采用的方法主要有三种:

    ⑴低温法:应用深冷原理,先将空气压缩、净化、换热、制冷等工艺使其变成液体,然后利用空气中的组份沸点不同把它们分离开来,这是当前应用最广泛的方法。

    ⑵吸附法:是利用分子筛的孔穴和氧、氮分子的直径大小不同把它们筛分开来。如5A分子筛能对氮分子进行吸附,而对氧分子不吸附,让氧分子通过因而制取纯度较高的氧气。又如碳分子筛对氧具有较强的吸附性能,让氮分子通过,而制取纯度较高的氮气。由于吸附容量有限,当达到饱和时就不能吸附,那就需要把吸附的物质驱赶掉,才能恢复吸附,因此需再生。为保证连续供气至少要有两个以上的容器交替进行抽空、充气、出氧三个步骤。

    ⑶膜分离法:它是利用某些有机聚合膜的渗透选择性,当空气通过薄膜(0.1μm)或中空纤维膜时,氧气穿透薄膜的速度约为氮气的45倍,从而实现了氧、氮的分离。

    这三种生产方法各有特点:

    吸附法具有流程简单,操作方便,自动化程度高,设备投资省等优点,是与深冷生产氧气和氮气竞争的主要对手。但吸附法目前的氧气纯度只有93%左右,设备容量在4000m3/h以下等不足,因此,对小容量、纯度低的用户可与低温比较选用。

    膜分离法的方法、装置更简单,操作方便,起动快、投资省、国家在重点攻关膜的生产,若膜的质量攻克,将会对气体分离起重大的变革。从当前的情况来看,膜分离的富氧浓度只能达到2835%O2,规模也适宜中、小型,所以只适用于富氧燃烧和医疗保健方面。

    当前人们正研究吸附法与低温法的结合,膜分离法和低温法的组合,不用膨胀机制冷而直接采用低温液体启动运行的空分设备,氧、氮气生产方法不断多样化。