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            空氣分離技術基礎知識

            文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2016-05-11 11:45【

                  工業氣體人只能生活在地球,特氣人只能與氣體天天打交道,不只是要懂買賣氣體,更要了解特氣及時市場行情,而工業氣體人對特氣的制造方式、工業流程及設備結構也是必修之課??諝夥蛛x技術基礎知識更是必須要懂得的。

            空分裝置基礎知識

            空分

                 顧名思義即空氣的分離,是利用不同的方法將空氣中的各組分分離開來,從而獲得所需要的氧氣、氮氣及一些稀有氣體的過程。

            空分流程.jpg

            方法

                  空氣中的主要成分是氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳以及一些其它氣體和雜質。它們在空氣中分別以分子的狀態存在, 數目非常多,并且永不停息地作無規則的運動,均勻地相互攙混在一起,要將它們分開,目前主要有三種方法:低溫法、吸附法、膜分離法。

            低溫法

            原理:

                  利用各種氣體的沸點不同,經加壓、預冷、純化、大部分使用透平膨脹機提供的冷量使之液化,再進行精餾,從而獲得所需要的氧氣、氮氣及其它稀有氣體的過程。

                  空氣經過增壓膨脹對外作功處于冷凝溫度,當穿過比它溫度低的氧、氮組成的液體層時,由于氣、液之間溫度差的存在,要進行熱交換,溫度低的液體吸收熱量開始蒸發,其中氮組分首先蒸發,溫度較高的氣體冷凝,放出冷凝熱,氣體冷凝時,首先冷凝氧組分.此過程一直進行到氣、液處于平衡狀態。

            低溫液化分離.png

                 這時,液相由于蒸發,使氮組分減少,同時由于氣相冷凝的氧也進入液相,因此液相的氧濃度增加了,同樣氣相由于冷凝,使氧組分減少,同時由于液相的氮進入氣相,因此氣相的氮濃度增加了.多次的重復上述過程,氣相的氮濃度就不斷增加,液相的氧濃度也能不斷的增加.這樣經過多次的蒸發與冷凝就能完成整個精餾過程,從而將空氣中的氧和氮分離開來。

            吸附法

            原理:

                  利用分子篩對不同的分子具有選擇性吸附的特點,有的分子篩(如5A、13X等)對氮具有較強的吸附性能,讓氧分子通過,可得到較高純度的氧氣;有的分子篩(碳分子篩等)對氧具有較強的吸附性能,讓氮分子通過,可得到較高純度的氮氣,從而實現空氣的分離。但吸附法目前的氧氣純度只有93%左右。

            活性炭吸附法.gif

            膜分離法

            原理:

                  利用一些有機聚合膜的滲透選擇性,當空氣通過薄膜或中空纖維膜時,氧氣穿透過薄膜的速度約為氮的4-5倍,從而實現氧、氮的分離 。膜分離的富氧濃度只能達到28~35%O2 

            膜分離法.jpg

            主流工藝

                  目前應用較多的是低溫法(又叫深度冷凍法)。它的優點:生產量大,產品純度高,電耗低且可得到液態產品,故應用廣泛。

            空分基本系統

            六大子系統

            01

            氣體雜質的清除系統

            空氣過濾器和純化設備

            02

            空氣加壓系統

            空壓機及增壓機系統

            03

            空氣的冷卻和液化系統

            預冷系統和膨脹機、換熱器系統。

            04

            空氣的精餾系統

            分餾塔系統

            05

            產品的輸送、貯存系統

            壓氮系統和液體貯存系統

            06

            儀電控制系統

            空分發展

                  空分是化工,鋼鐵,電子,醫藥工業的一部分。有這些在空分就在。本身空分技術也比較成熟了。未來主要是往自動控制和遠程控制上發展。操作人員(工藝方向)未來越來越少。一套空分只配2~3個技術人員在現場已屢見不鮮。冷起熱起停車調純調負荷全自動化。


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