工業(yè)規(guī)模制備氮氣

1、1工業(yè)規(guī)模制備氮氣工業(yè)規(guī)模制備氮氣工業(yè)規(guī)模制氮有三類：即深冷空分制氮、變壓吸附制氮和膜分離制氮。利用各空氣的沸點不同使用液態(tài)空氣分離法，將氧氣和氮氣分離。將裝氮氣的瓶子漆成黑色，裝氧氣的漆成藍色。深冷空氣分離技術(shù)深冷空氣分離技術(shù)深度冷凍法分離空氣是將空氣液化后，再利用氧、氮的沸點不同將它們分離。即，造成氣、液濃度的差異這一性質(zhì)，來分離空氣的一種方法。因此必須了解氣、混合物的一些基本特征：氣液相平衡時濃度間的關(guān)系：液態(tài)空氣蒸發(fā)和冷凝的過程

2、及精餾塔的精餾過程。1.空氣的汽液相的平衡，物質(zhì)的聚集狀態(tài)有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。每種聚集態(tài)內(nèi)部，具有相同的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)并完全均勻的部分，稱為相?？諝庠谒?nèi)的分離，一般情況下，物料精餾是在汽、液兩相進行的?？諝庵醒鹾偷嫉?9.04%，因此，可近似地把空氣當作氧和氮的二元混合物。當二元混合物為液態(tài)時，叫二元溶液。氧、氮可以任意比例混合，構(gòu)成不同濃度的氣體混合物及溶液。把氧、氮溶液置于一封閉容器中，在溶液上方也和純物質(zhì)一樣會產(chǎn)生蒸汽，該

3、蒸汽是由氧、氮蒸汽組成的氣態(tài)的相混合物。對于氧氮二元溶液，當達到汽液平衡時，它的飽和溫度不但和壓力有關(guān)，而且和氧、氮的濃度有關(guān)。當壓力為1at時，含氮為0%，2%，10%的溶液的沸點列于表15。從表可知，隨著溶液中低沸點組分（氮）的增加，溶液的組和溫度降低，這是氧氮二元溶液的一個重要特性。空氣中含氬0.93%，其沸點又介于氧、氮之間。在空氣分離的過程中，氬對精餾的影響較大，特別是在制取高純氧、氮產(chǎn)品時，必須考慮氬的影響。一般在較精確的計

4、算中，又將空氣看作氧氬氮三元混合物，其濃度為氧20.95%，氬0.93%，氮78.09%（按容積）。三元系的汽液平衡關(guān)系，可根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表示在相平衡圖上。確定三元系的汽液平衡狀態(tài)時，必須給定三個獨立參數(shù)，除給定溫度、壓力外，需再細定一個組分濃度（氣相或液相）平衡狀態(tài)才能確定。2.壓力濃度圖和溫度濃度圖在工業(yè)生產(chǎn)中，氣液平衡一般在某一不變條件下進行的。3氮的汽化潛熱rN2。當壓力改變時，因為各組分的飽和蒸汽和飽和液體的熱焓隨壓力而變化，所

5、以飽和蒸汽線和飽和液體線的位置就不同，壓力越高，這兩條曲線越向上移。Hx圖的用途很廣，除用來作精餾計算外，還可以用該圖求得氧氮混合物的潛熱、液體節(jié)流后的汽化率及汽液相濃度。深冷制氮裝置由以下幾部分組成深冷制氮裝置由以下幾部分組成1、空氣壓縮與輸送系統(tǒng)：包括一臺處理氣量為50萬Nm3h的自潔式空氣過濾器；一臺由4萬KW蒸汽透平驅(qū)動的空氣壓縮機和空氣增壓機及其附屬設備。2、空氣預冷系統(tǒng)：包括一臺處理氣量30萬Nm3／h的空氣冷卻塔、水冷卻塔

6、、氨蒸發(fā)器及附屬系統(tǒng)。3、空氣凈化系統(tǒng)：包括兩臺分子篩吸附器和兩臺蒸汽加熱器。4、空氣分餾塔：包括一臺主精餾塔；一臺輔助冷凝蒸發(fā)器；一組低壓板式換熱器；一組高壓板式換熱器；一組過冷器；兩臺粗氬塔；一臺精氬塔；一臺帶增壓機的膨脹機；六臺工藝低溫液體泵。5、低溫液體貯存系統(tǒng)：包括兩臺200m3平底貯槽；兩臺100m3真空貯槽；一臺高壓事故氮泵（低溫液體泵）；一臺水浴式氣化器；一臺高壓氧氣充瓶泵（往復式低溫液體泵）；一臺空浴式高壓汽化器；一套

7、24頭充瓶架；兩臺充車泵。6、儀表空氣壓縮貯存系統(tǒng)：包括一臺氣量為40Nm3h螺桿空氣壓縮機，一臺150m3的儀表空氣儲罐，兩臺干燥器。流程簡述流程簡述本空分設備采用分子篩吸附預凈化、增壓透平膨脹機、全填料精餾（下塔篩板）及雙泵內(nèi)壓縮工藝。空氣過濾和壓縮空氣過濾和壓縮空氣首先進入自潔式空氣吸入過濾器，在其中除去灰塵和其它固體雜質(zhì)后進入主空壓機，經(jīng)多級壓縮后進入空冷塔，壓縮機級間的熱量被中間冷卻器中的冷卻水帶走?？諝獾睦鋮s空氣的冷卻空氣在