【导读】:空气中含氮气 78%,氧气 21%。由于空气是取之不尽的免费原料,因此工业制氧/制氮通常是将空气中的氧气和氮气分离出来。制氧氧气用来炼钢;氮气用来搅拌钢水,氧气和氮气均是重要的冶金原料。本专题将详细介绍制氧/制氮的工艺流程,主要工艺设备的工作原理等信息。由于时间的仓促和编辑水平有限,专题中难免出现遗漏或错误的地方,欢迎大家补充指正。 【制氧/制氮目的】:制氧氧气用来炼钢;氮气用来搅拌钢水,氧气和氮气均是重要的冶金原料。 【制氮原理简介】:以空气为原料,利用物理的方法,将其中的氧和氮分离而获得。工业中有三种,即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。 A深冷空分制氮 深冷空分制氮是一种传统的制氮方法,已有近几十年的历史。它是以空气为原料,经过压缩、净化,再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸点不同(在1 大气压下,前者的沸点为-183℃,后者的为-196℃),通过液空的精馏,使它们分离来获得氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大,基建费用较高,设备一次性投资较多,运行成本较高,产气慢(12~24h),安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素,3500Nm 3/h 以下的设备,相同规格的 PSA 装置的投资规模要比深冷空分装置低 20%~50%。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮,而中、小规模制氮就显得不经济。 B分子筛空分制氮 以空气为原料,以碳分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理,利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法,通称PSA 制氮。此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。与传统制氮法相比,它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15~30 分钟)、能耗低,产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节,操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点,故在 1000Nm 3/h 以下制氮设备中颇具竞争力,越来越得到中、小型氮气用户的欢迎,PSA 制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。 C膜空分制氮 以空气为原料,在一定压力条件下,利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点,它特别适宜于氮气纯度≤98%的中、小型氮气用户,有最佳功能价格比。而氮气纯度在 98%以上时,它与相同规格的PSA 制氮机相比价格要高出 15%以上。 【制...