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    高純氧氣生產制造及用途

    2020-5-27 15:47:39

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    氧氣是空氣的組分之一,無色、無嗅、無味。氧氣密度比空氣大,在標準狀況(0℃和大氣壓強101325帕)下密度為1.429克/升。今天小編給大家介紹幾種氧氣生產制造方法
    (一)空氣分離
    空氣分離制氧采用低溫精餾法、常溫變壓吸附法、膜分離法和吸收法四種方法.
    一 低溫精餾法已有近 100 年的歷史,此法工藝成熟,產品純度高,在生產氣態氧的同時,也能產液態氧,適于大規模生產。變壓吸附(PSA)法生產氧始于 1970 年代初期,由于吸附劑和工藝流程的不斷改進,在中小規模的生產中,已可與低溫精餾法相競爭,但在大規模生產工藝中,在能耗和氧的純度方面,都無法與低溫精餾法抗衡。膜分離法是近年來發展起來的方法,遠景看好,目前已有小型裝置上市,欲使這種技術真正成熟,還要有一個較長的發展過程。吸收法制氧是 1980 年代以來開發出的一種新工藝,應當說這種方法也適合于大規模生產,但有些技術問題仍待解決。
    1 低溫精餾法 
    制取純氧的單級精餾塔見。空氣被壓縮至 0.5~1.2MPa,并預先冷卻到 133K后送入塔釜盤管,空氣在盤管內冷卻液化,同時管外的液氧蒸發,作為塔的上升蒸氣,管內的壓縮空氣冷卻液化后被導出塔外,節流0.15MPa,約 83K送入塔頂。液體自上而下與自下而上的蒸氣接觸,進行熱質交換,如果塔板數足夠多,在塔釜就可獲得 98.5~99.5%的液態氧。由于塔頂是以液態空氣噴淋的,在塔頂不可能獲得純氮。當液空中氮的濃度為 79%時,塔頂氮的濃度為 93%左右。實際上液空在節流后有一定的汽化率,液空中的氮濃度進一步降低,那么塔頂氣相氮的濃度也隨之降低。節流后的液空汽化率越大,氧的收率越低,制取純氧的單級塔氧的收率只有 65%。單級精餾塔結構簡單,操作方便,便于自動控制,但不能同時獲得氧、氮兩種產品,經濟性能差。為了同時獲得純度較高的氮和氧產品,可采用雙級精餾塔。
    2.常溫變壓吸附(PSA)法
     其工藝原理及分離過程與變壓吸附(PSA)制氮相似。制氧吸附劑
    一般為沸石分子篩。沸石分子篩對氮具有選擇吸附的特性,所以當原料空氣經過分子篩吸附床時,氮被吸附,處于固定相,而氧則是流動相。吸附塔一般為 2~4 塔,可以采用加壓吸附、常壓解吸,也可以采用常壓吸附、真空解吸的流程。
    3.膜分離法  膜分離法主要用于制取含氧量 25~45%的富氧空氣。以空氣為原料制富氧
    的膜材料多采用高分子聚合膜(參看膜分離法制氮一節)。近年來也有用碳分子篩或沸石分子篩制成的無機膜,無機膜用多孔陶瓷做支撐體,制備工藝復雜,發展很慢。高分子有機膜利用中
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