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工業(yè)上常見(jiàn)的氣體分離方法和原理是什么?
來(lái)源:包頭市沈蒙氣體有限公司  |  發(fā)布時(shí)間:2024年04月10日
  一、氧氣

  包頭工業(yè)氣體的生產(chǎn)方式主要包括氣體液化分離和蒸餾(簡(jiǎn)稱(chēng)空分法)、水電解法和變壓吸附法??辗址ㄉa(chǎn)氧氣的工藝流程大致如下:吸收氣體→二氧化碳吸收塔→壓縮機(jī)→冷卻器→干燥器→冷凍機(jī)→液化分離器→油分離器→氣體儲(chǔ)槽→氧氣壓縮機(jī)→氣體充裝。其基本原理是液化空氣后,利用空氣中各組分沸點(diǎn)的差異在液化分離器中進(jìn)行分離和蒸餾,產(chǎn)生氧氣。大型制氧機(jī)組的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用促進(jìn)了制氧能耗的持續(xù)降低,并且容易同時(shí)生產(chǎn)各種空氣產(chǎn)品(如N2)、氬氣等稀有氣體等。).為方便儲(chǔ)存和運(yùn)輸,液化分離器分離的液氧用泵輸入低溫液體儲(chǔ)罐,然后通過(guò)罐車(chē)運(yùn)至深冷液化氣體充裝站。液氮和液氬也用這種方法儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

  二、N2

  工業(yè)氮?dú)獾闹饕a(chǎn)方法有空分法、變壓吸附法、膜分離法、燃燒法等。

  空氣分離法產(chǎn)生的氮?dú)饧兌雀?,能耗低。變壓吸附法氮技術(shù)是選擇5A碳分子篩選擇性吸附空氣中的成分,分離氧氮產(chǎn)生N2,N2商品壓力高,能耗低,商品純度能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求:工業(yè)氮≥98.5%,純氮≥99.95%。

包頭工業(yè)氣體

  三、氬氣

  氬是空氣中稀有的氣體,其制備方法主要是空分法。在制氧過(guò)程中,液氬是從液化分離器中分離出沸點(diǎn)在-185.9℃左右的餾分。

  四、二氧化碳

  二氧化碳的制備方法主要包括:石灰副產(chǎn)二氧化碳、釀造發(fā)酵過(guò)程副產(chǎn)二氧化碳、重油、焦炭等燃燒產(chǎn)生二氧化碳、合成氨工業(yè)副產(chǎn)物二氧化碳等。目前,合成氨工業(yè)的原料大多是氣體、煉油氣、焦?fàn)t氣和煤,其主要成分由不同氫碳比的碳?xì)浠衔锖驮靥冀M成,在高溫下與水蒸氣產(chǎn)生以氫和一氧化碳為主體的合成氣體,一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳。二氧化碳凈化方法包括:吸收法、變壓吸附法、吸附蒸餾法和膜分離法。

  五、氨氣

  氨的制備方法主要采用直接合成法。合成氨的工藝流程是:將空氣和水蒸氣吹入水煤氣發(fā)生爐中的紅熱焦炭中,首先獲得N2、氫氣混合物,然后通過(guò)清洗熱交換、凝結(jié)二氧化碳和吸收二氧化碳等生產(chǎn)過(guò)程制備原料氣體。精制混合物通過(guò)過(guò)濾器、冷卻器、氨分離器和加熱器送至生成反應(yīng)器,通過(guò)分離器分離液氨。

  六、氫氣

  工業(yè)氫氣的主要制備方法是電解飽和鹽水。當(dāng)電解熔化氟化物制備活性金屬時(shí),獲得高純度氫氣??諝饣蜓鯕饪梢源呋袡C(jī)合成工業(yè)的副產(chǎn)物氯化氫,使其氧化并轉(zhuǎn)化為氫氣。

  七、乙炔氣

  乙炔的制備方法主要包括電石水解法、甲烷或碳?xì)浠衔锔邷厝紵鸦ê偷入x子體裂化法。電石水解工藝流程短,商品純度高,但能耗高。這種方法用于大多數(shù)溶解乙炔的生產(chǎn)。根據(jù)乙炔的溶解特性,將乙炔氣壓縮成溶劑,并保存在充滿多孔填料的氣瓶中。甲苯作為一種優(yōu)良的溶劑,被填料吸附在氣瓶中溶解和釋放乙炔。其作用是增加氣瓶的有效體積,降低乙炔氣的爆炸性能。硅酸鈣多孔填料的整體作用是均勻吸附甲苯,防止乙炔分解爆炸的傳播。推廣溶解乙炔氣瓶,不僅方便使用,提高工作效率,而且改善環(huán)境,節(jié)約電石消耗,而且應(yīng)保證氣瓶?jī)?nèi)多孔填料不受損壞或污染,甲苯溶劑的灌溉量應(yīng)滿足乙炔氣灌溉的要求,確保安全可靠。溶解乙炔生產(chǎn)灌溉工藝是:粗乙炔氣經(jīng)化學(xué)凈化后,去除硫、磷等雜質(zhì),然后壓縮干燥,灌溉進(jìn)入溶解乙炔氣瓶。

  八、氫氣

  工業(yè)氫氣的生產(chǎn)方式主要包括:礦物燃燒轉(zhuǎn)換制氫、水電解制氫和半水煤氣制氫。水電解制氫方法技術(shù)可靠,操作簡(jiǎn)單,維護(hù)方便,沒(méi)污染,制氫純度高,但功耗大,成本高,生產(chǎn)發(fā)展受到一定限制,主要供應(yīng)氫純度要求高,用戶用量不大。然而,隨著新技術(shù)的應(yīng)用,水電解技術(shù)的改進(jìn),水電解制氫技術(shù)的成本不斷降低,功耗不斷下降,有望成為“綠色能源”的主要生產(chǎn)方式。目前正在研究開(kāi)發(fā)的制氫方法有:電化學(xué)分解水制氫、光催化制氫等。

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