两种或两种以上的气体混合通过高分子膜时,由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的差异,导致不同气体在膜中相对渗透速率有所不同。根据这一特性,可将气体分为“快气”和“慢气”。
当混合气体在驱动力——膜两侧压差的作用下,渗透速率相对较快的气体和水、氧、二氧化碳等透过膜后在膜渗透侧被富集,而渗透速率相对较慢的气体如氮气、、气等则在滞留侧被富集,从而达到混合气体分离之目的。
深冷制氮的工艺流程和设备简介
1、深冷制氮的典型工艺流程:
整个流程由空气压缩及净化、空气分离、液氮汽化组成,见图-1。
⑴ 空气压缩及净化
空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机,压缩至所需压力,然后送入空气冷却器,降低空气温度。再进入空气干燥净化器,除去空气中的水份、二氧化碳、及其它碳氢化合物。
⑵ 空气分离:
净化后的空气进入空分塔中的主换热器,被返流气体(产品氮气、废气)冷却至饱和温度,送入精馏塔底部,在塔顶部得到氮气,液空经节流后送入冷凝蒸发器蒸发,同时冷凝由精馏塔送来的部分氮气,冷凝后的液氮一部分作为精馏塔的回流液,另一部分作为液氮产品出空分塔。
由冷凝蒸发器出来的废气经主换热器复热到约130K进膨胀机膨胀制冷为空分塔提供冷量,膨胀后的气体一部分作为分子筛的再生和吹冷用,然后经排入大气。
⑶ 液氮汽化
由空分塔出来的液氮进液氮贮槽贮存,当空分设备检修时,贮槽内的液氮进入汽化器被加热后,送入产品氮气管道。
深冷制氮可制取纯度≧99.999%的氮气。
膜分离制氮的原理
大气中空气基本上含有78%的氮和21%的氧。将普通干燥压缩空气过滤并通过技术上先进的中空膜纤维束,其中通过选择性渗透将氮气与进料空气分离。水蒸汽和氧气安全地快速渗透到大气中,同时氮气在压力下排放到分配系统中。
压力,流速和膜尺寸/数量是影响氮生产的主要变量。通过节流来自膜束的出口来控制氮纯度(氧含量)。在给定的压力和膜尺寸下,增加氮气流量允许更多的氧气保留在气流中,降低氮气纯度。相反,减少氮气流增加纯度。对于特定的纯度,膜的较高空气压力产生较高的氮气流速。纯度从90%至99.9%的纯度范围是可能的。通过组合多个膜束,无限数量的氮气纯度范围可用于满足实际上任何需要氮气的应用。
怎么预防制氮装置呢?
工业制氧机又称为空气分离机器设备(通称气体设备),它的种类很多,根据不一样的归类方法,也是有很多不一样的种类。
直流变压器吸附医用制氧机组机器设备采用沸石分子筛为吸附剂,利用直流变压器吸附原理,立即从空气压缩中获得O2。
当吸附塔里吸附的氮等残渣做到必然水平后,下力使沸石分子筛解析,是吸附剂再造,得到反复循环系统应用。采用2个吸附塔在PLC的操纵下循环系统工作中,连续产出率O2。
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