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氮氣和高純氮氣的三種制法及特點

時間:2017-09-29 09:41來源: 作者:班德液氮罐 點擊:

  氮氣,元素周期表第7位,化學式N2,通常狀況下是一種無色無味的氣體,且通常無毒。氮氣占大氣總量的78.12%(體積分數(shù)),是空氣的主要成份。在標準大氣壓下,液氮罐冷卻至-195.6℃時,變成沒有顏色的液體,冷卻至-218.8℃時,液態(tài)氮變成雪狀的固體。

  氮氣的化學性質(zhì)很穩(wěn)定,常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應,但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學變化,用來制取對人類有用的新物質(zhì)。

  氮氣制法 一:深冷空分制氮

  深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮(氮氣)方法,已有近九十年的歷史。它是以空氣為原料,經(jīng)過壓縮、凈化,再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸點不同(在1大氣壓下,前者的沸點為-183℃,后者的為-196℃),通過液空的精餾,使它們分離來獲得氮氣。

  深冷空分制氮設備復雜、占地面積大,基建費用較高,設備一次性投資較多,運行成本較高,產(chǎn)氣慢(12~24h),安裝要求高、周期較長。綜合設備、安裝及基建諸因素,3500Nm3/h以下的設備,相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低20%~50%。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮,而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟。

  氮氣制法 二:分子篩空分制氮

  分子篩空分制氮是以空氣為原料,以碳分子篩作為吸附劑,運用變壓吸附原理,利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法,通稱PSA(Pressure Swing Adsorption)制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來的一種新的制氮技術。

  與傳統(tǒng)制氮法相比,它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產(chǎn)氣快(15~30分鐘)、能耗低,產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進行調(diào)節(jié),操作維護方便、運行成本較低、裝置適應性較強等特點,故在1000Nm3/h以下制氮設備中頗具競爭力,越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎,PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的首選方法。

  氮氣制法 三: 膜空分制氮

  膜空分制氮是八十年代國外迅速發(fā)展的又一種新型制氮技術,在國內(nèi)推廣應用是最近三四年的事。膜空分制氮的基本原理是以空氣為原料,在一定壓力條件下,利用氧和氮等不同性質(zhì)的氣體在膜中具有不同的滲透速率來使氧和氮分離。和其它制氮設備相比它具有結構更為簡單、體積更小、無切換閥門、維護量更少、產(chǎn)氣更快(≤3分鐘)、增容方便等優(yōu)點,它特別適宜于氮氣純度≤98%的中、小型氮氣用戶,有最佳功能價格比。而氮氣純度在98%以上時,它與相同規(guī)格的PSA制氮機相比價格要高出15%以上。

  由上可知,MnZn鐵氧體生產(chǎn)企業(yè),采用什么供氣方式和何種供氣技術,必須根據(jù)企業(yè)情況進行技術經(jīng)濟論證,選擇最佳供氣方案。

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