關(guan)於工業制氧(yang)原理(li)及(ji)流程的(de)介(jie)紹(shao)

空氣中(zhong)含氮氣78%，氧(yang)氣21%。 由於空氣是取之(zhi)不盡(jin)的(de)免費(fei)原(yuan)料(liao)，因此工業制氧(yang)1制氮(dan)通(tong)常(chang)是將空氣中(zhong)的(de)氧氣和(he)氮(dan)氣分(fen)離(li)出來。制氧(yang)氧氣用來煉(lian)鋼(gang);氮(dan)氣用來攪拌(ban)鋼水(shui)，氧(yang)氣和(he)氮(dan)氣均(jun)是重要的(de)冶金原料(liao)。本專(zhuan)題(ti)將詳(xiang)細介(jie)紹(shao)制(zhi)氧1制氮的(de)工藝流程，主(zhu)要工藝設備(bei)的(de)工作(zuo)原理(li)等信息。
制氧(yang)1制氮目的(de)] :制氧(yang)氧(yang)氣用來煉(lian)鋼(gang);氮(dan)氣用來攪拌(ban)鋼水(shui)，氧(yang)氣和(he)氮(dan)氣均(jun)是重要的(de)冶金原料(liao)。
制氮(dan)原(yuan)理(li)簡介(jie)] :以空氣為(wei)原(yuan)料，利用物理(li)的(de)方法(fa),將(jiang)其(qi)中(zhong)的(de)氧和(he)氮(dan)分(fen)離(li)而獲(huo)得。工業中(zhong)有(you)三(san)種，即(ji)深(shen)冷(leng)空分法、分(fen)子篩(shai)空分法PSA和(he)膜(mo)空分法。
工業制氧(yang)大致(zhi)可分(fen)為以下幾(ji)種(zhong)方法(fa)
(-物(wu)理(li)制氧(yang)
1、空氣冷(leng)凍(dong)分(fen)離(li)法
空氣中(zhong)的(de)主要成(cheng)分(fen)是氧氣和(he)氮(dan)氣。利用氧氣和(he)氮(dan)氣的(de)沸點(dian)不(bu)同(tong)(氧氣沸(fei)點(dian)為-183°C,氮氣沸(fei)點(dian)為-196C)，從空氣中(zhong)制備(bei)氧氣稱(cheng)空氣分(fen)離(li)法。把(ba)空氣預(yu)冷(leng)、凈化(去除空氣中(zhong)的(de)少量(liang)水(shui)
分(fen)、二氧化碳(tan)、乙(yi)炔(que)、碳氫化合(he)物(wu)等氣體(ti)和(he)灰塵等雜質)、 然(ran)後(hou)進(jin)行(xing)壓(ya)縮、冷(leng)卻(que)，使之(zhi)成(cheng)為(wei)液(ye)態(tai)空氣。然(ran)後(hou)，利用氧和氮的(de)沸點(dian)的(de)不同(tong)，在精(jing)餾(liu)塔(ta)中(zhong)把液態空氣多(duo)次(ci)蒸(zheng)發和冷(leng)凝(ning)，將氧氣和(he)氮(dan)氣分(fen)離(li)開(kai)來，得到(dao)純氧(yang)(可以達(da)到99. 6的(de)純度(du))和純(chun)氮(dan)(可以達(da)到99. 9%的(de)純度(du))。 如果(guo)增(zeng)加(jia)壹些(xie)附加(jia)裝置，還(hai)可以提取出氬(ya)、 氖(nai)、氦、氪、氙(xian)等在空氣中(zhong)含裏(li)極少的(de)稀有(you)惰(duo)性氣體(ti)。
由空氣分(fen)離(li)裝置產(chan)出的(de)氧氣，經過(guo)壓(ya)縮機的(de)壓(ya)縮，後(hou)將壓(ya)縮氧(yang)氣裝入高(gao)壓(ya)鋼瓶貯存(cun)，或(huo)通(tong)過(guo)管道(dao)直(zhi)接(jie)輸送(song)到(dao)工廠、車(che)間使(shi)用。使用這種方法(fa)生(sheng)產(chan)氧(yang)氣，雖然需(xu)要大(da)型的(de)成(cheng)套(tao)設(she)備(bei)和嚴(yan)格(ge)的(de)安全操作(zuo)技術(shu)，但是產裏(li)高(gao)，每小(xiao)時可以產出數(shu)幹、萬立(li)方米(mi)的(de)氧氣，而(er)且所耗(hao)用的(de)原料(liao)僅(jin)僅(jin)是不用買、不用運、不(bu)用倉庫儲存(cun)的(de)空氣，所以從1903年研(yan)制出第(di)-臺深(shen)冷(leng)空分制氧(yang)機以來，這種(zhong)制氧(yang)方法(fa)壹(yi)直(zhi)得(de)到廣(guang)泛的(de)應用。
2、分子篩(shai)制(zhi)氧(yang)法(fa)(吸(xi)附法)
利用氮分子大於氧分子的(de)特性，使(shi)用特制的(de)分子篩(shai)把(ba)空氣中(zhong)的(de)氧離(li)分出來。用壓(ya)縮機迫使幹燥(zao)的(de)空氣通(tong)過(guo)分子篩(shai)進(jin)入(ru)抽成(cheng)真空的(de)吸(xi)附器中(zhong)，空氣中(zhong)的(de)氮分(fen)子即(ji)被分(fen)子篩(shai)所吸(xi)附，氧氣進(jin)入(ru)吸(xi)附器內，當吸(xi)附器內氧氣達(da)到量(liang)(壓(ya)力達(da)到程(cheng)度(du))時，即(ji)可打(da)開(kai)出氧(yang)閥(fa)門(men)放(fang)出氧(yang)氣。經過(guo)壹段(duan)時間，分子篩(shai)吸(xi)附的(de)氮逐(zhu)斬增(zeng)多(duo)，吸(xi)附能力減弱，產出的(de)氧氣純(chun)度(du)下降(jiang)，需(xu)要 用真空泵(beng)抽(chou)出吸(xi)附在分(fen)子篩(shai)上(shang)面(mian)的(de)氮，然(ran)後(hou)重復(fu)上(shang)述(shu)過(guo)程。這(zhe)種(zhong)制取氧(yang)的(de)方法(fa)亦(yi)稱(cheng)吸(xi)附法。
近，利用吸(xi)附法制氧的(de)小(xiao)型制(zhi)氧(yang)機已經開(kai)發出來，便(bian)於家庭使(shi)用。
3、電(dian)解制(zhi)氧法(fa)
把水(shui)放(fang)入電(dian)解槽(cao)中(zhong)，加(jia)入氫氧化(hua)鈉或(huo)氫氧(yang)化(hua)鉀(jia)以提高水(shui)的(de)電(dian)解度(du)，然後(hou)通(tong)入(ru)直(zhi)流電(dian)，水(shui)就(jiu)分(fen)解為氧氣和(he)氫(qing)氣。每(mei)制(zhi)取壹(yi)立(li)方米(mi)氧(yang)，同(tong)時獲得兩立方米(mi)氫(qing)。用電(dian)解法(fa)制取壹(yi)立(li)方米(mi)氧(yang)要耗(hao)電(dian)12- - 15千瓦(wa)小(xiao)時，與上述(shu)兩種方法(fa)的(de)耗(hao)電(dian)裏(li)(0.5-0.60千瓦(wa)小(xiao)時)相比，是很不經濟(ji)的(de)。所以，電(dian)解法(fa)不適用於大裏(li)制(zhi)氧。另(ling)外(wai)同(tong)時產生的(de)氫氣如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)妥(tuo)善(shan)的(de)方法(fa)收集(ji)，在空氣中(zhong)聚集(ji)起來，如與氧氣混(hun)合(he)，容(rong)易(yi)發生極其劇烈的(de)。所以，電(dian)解法(fa)也不(bu)適用家庭制(zhi)氧(yang)的(de)方法(fa)。