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   从空气中制取氮
   发布日期:2010.06.23   点击次数:2553
  

从空气中制取氮

        氮气是一种惰性保护气体,广泛应用于保粮杀虫、果品保鲜以及冶金、石油、化工等工业。目前大部分氮气是从空气深

冷分离装置生产的。由于变压吸附和分子筛技术的发展,使变压吸附装置的投资降低、操作费用减少,特别是小型制氮装置

具有广阔的发展前途。现在作为新兴技术的变压吸附制氮已大量的应用于生产。

        变压吸附制氮的技术以不同的吸附机理分有两种方法。一种是吸附剂采用分子筛。氮的吸附量要比氧、氩大,空气在分

子筛上的这一特性构成了变压吸附分离氧、氮的依据。由于氮是在吸附相中获得的,所以可以采用类似制氧的工艺过程制取

纯氮。此法吸附时压力为0.3MPa,获得的氮气纯度大于99.5%。

        另一种方法吸附剂是采用碳分子筛,碳分子筛对空气的分离是利用向碳分子筛微孔扩散的分子直径之差异,导致扩散速

度不同而实现的,即为速度分离型。在平衡状态下,碳分子筛上氧、氮的吸附量相差不多(见图3-1)。而氧通过碳分子筛微

孔细小缝隙的扩散速度要比氮快得多。吸附开始后几十秒,氧的吸附量就达80%,同一时间氮的吸附量仅为氧平衡吸附量的

5%

 

                 在碳分子筛上氧和氮的等温吸附线                                 碳分子筛对氧、氮的平衡吸附量

 

         碳分子筛在吸附氧的同时也吸附空气中的水份和二氧化碳,但对氧的吸附量影响不大。此法是从吸附的气体相中得到产

品,因此原料空气净化一般只要除去常温下的机械水便可

                                 碳分子筛变压吸附制氮流程

 

       碳分子筛制氮的流程在0.1~0.45MPa吸附压力下吸附剂采用真空解吸,0.5MPa以上常采用常压解吸。装置中有两个吸

附床。图3-3是带真空解吸的碳分子筛制氮的流程。碳分子筛制氮纯度一般在98~99.99%。