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空气分离有哪几种方法

空气中的主要成分是氧气氮气,它们分别以分子状态存在。分子是保持它原有性质的最小颗粒,直径的数量级在10-8cm,而分子的数目非常多,并巨不停地在作无规则运动,因此,空气中的氧气氮气等分子是均匀地相互搀混在一起的,要将它们分离开是较困难的。目前主要有3种分离方法。
(1)低温法
先将空气通过压缩、膨胀降温.直至空气液化,再利用氧气氮气的气化温度(沸点)不同(在
大气压力下,氧的沸点为90K ,氮的沸点为77K).沸点低的氮相对于氧要容易气化这个特
性,在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触,液体中的氮较多地蒸
发,气体中的氧较多地冷凝.使上升蒸气中的含氮量不断提高,下流液体中的含氧量不断增
大,以此实现将空气分离。要将空气液化,需将空气冷却到100K以下的温度,这种制冷叫深度冷冻;而利用沸点差将液空分离的过程叫精馏过程.低温法实现空气分离是深冷与精馏的组合,是目前应用最为)一泛的空气分离方法
(2)吸附法
它是让空气通过充填有某种多孔性物质一分于筛的吸附塔,利用分子筛对不同的分
子具有选择性吸附的特点,有的分子筛(如5A , I 3X等)对氮具有较强的吸附性能,让氧分子通过,因而可得到纯度较高的氧气;有的分子筛(碳分子筛等)对氧具有较强的吸附性能,让氮分子通过,因而可得到纯度较高的氮气。由于吸附剂的吸附容量有限、当吸附某种分子达到饱和时,就没有继续吸附的能力,需要将被吸附的物质驱赶掉,才能恢复吸附的能力。这一过程叫“再生”。因此,为了保证连续供气,需要有两个以上的吸附塔交替使用。再生的方法可采用加热提高温度的方法(TSA),或降低压力的方法((PSA ) 。广州惠临空气分离设备荣鼎娱乐官网专业生产的制氮机制氧机是运用变压吸附技术PSA,以空气为原料,以分子筛为吸附剂,运用变压吸附原理,利用分子筛对氧和氮的选择性吸附,实现空气中的氧和氮分离,生产出氧气(氮气)。
这种方法流程简单,操作方便,运行成本较低,但要获得高纯度的产品较为因难,产品氧纯度在9 3 %左右。并且,它只适宜于容量不太大〔小于4000m3/h)的分离装置。
(3)膜分离法
它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性,当空气通过薄膜(0. lμm)或中空纤维膜时,氧
气的穿透过薄膜的速度约为氮的4一5倍,从而实现氧、氮的分离‘这种方法装置简单,操作方便,启动快,投资少,但富氧浓度一般适宜在28一3S肠 ,规模也只宜中、小型,所以只适用于富氧燃烧和庆疗保健等方面。目前在玻璃窑炉巾已得到实际应用。

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