深冷空分制氮原理
深冷制氮不僅可以生產(chǎn)氮氣而且可以生產(chǎn)液氮,滿足需要液氮的工藝要求,并且可在液氮貯槽內(nèi)貯存,當出現(xiàn)氮氣間斷負荷或空分設(shè)備小修時,貯槽內(nèi)的液氮進入汽化器被加熱后,送入產(chǎn)品氮氣管道滿足工藝裝置對氮氣的需求。深冷制氮的運轉(zhuǎn)周期(指兩次大加溫之間的間隔期)一般為1年以上,因此,深冷制氮一般不考慮備用。而變壓吸附制氮只能生產(chǎn)氮氣,無備用手段,單套設(shè)備不能連續(xù)長周期運行。
膜空分制氮原理
空氣經(jīng)壓縮機壓縮過濾后進入高分子膜過濾器,由于各種氣體在膜中溶解度和擴散系數(shù)不同,導(dǎo)致不同氣體在膜中相對滲透速率不同。根據(jù)這一特性,可將各種氣體分為“快氣”和“慢氣”。
當混合氣體在膜兩側(cè)壓力差的作用下,滲透速率相對快的氣體,如水、氫氣、氦氣、硫化氫、二氧化碳等透過膜后,在膜的滲透側(cè)被富集,而滲透速率相對較慢的氣體,如甲烷、氮氣、一氧化碳和氬氣等氣體則被滯留在膜的側(cè)被富集,從而達到混合氣體分離的目的。
深冷空分制氮
深冷空分制氮是一種傳統(tǒng)的制氮方法,已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料,經(jīng)過壓縮、凈化,再利用熱交換使空氣液化成為液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸點不同(在1大氣壓下,前者的沸點為-183℃,后者的為-196℃),通過液空的精餾,使它們分離來獲得氮氣。深冷空分制氮設(shè)備復(fù)雜、占地面積大,基建費用較高,設(shè)備一次性投資較多,運行成本較高,產(chǎn)氣慢:12~24h,安裝要求高、周期較長。綜合設(shè)備、安裝及基建諸因素,3500Nm3/h以下的設(shè)備,相同規(guī)格的PSA裝置的投資規(guī)模要比深冷空分裝置低20%~50%。深冷空分制氮裝置宜于大規(guī)模工業(yè)制氮,而中、小規(guī)模制氮就顯得不經(jīng)濟。
分子篩空分制氮
以空氣為原料,以碳分子篩作為吸附劑,運用變壓吸附原理,利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法,通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來的一種新的制氮技術(shù)。與傳統(tǒng)制氮法相比,它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產(chǎn)氣快(15~30分鐘)、能耗低,產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進行調(diào)節(jié),操作維護方便、運行成本較低、裝置適應(yīng)性較強等特點,故在1000Nm3/h以下制氮設(shè)備中頗具競爭力,越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎,PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的方法。
(1)產(chǎn)氮氣方便快捷:
的技術(shù),特的氣流分布器,使氣流分布更均勻,地利用碳分子篩,20分鐘左右即可提供合格的氮氣。
(2)使用方便:
設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、整體撬裝,占地小無需基建投資,投資少,現(xiàn)場只需連接電源即可制取氮氣。
煤礦行業(yè)制氮機適用于煤炭開采中的防火滅火、瓦斯及煤氣稀釋等領(lǐng)域,具有地面固定式、地面移動式、井下移動式三種規(guī)格,充分滿足不同工況下的氮氣需求。
橡膠輪胎行業(yè)制氮機適用于橡膠及輪胎生產(chǎn)硫化過程中的氮氣保護、成型等領(lǐng)域。特別是在全鋼子午線輪胎生產(chǎn)中,用氮氣硫化新工藝已逐步取代蒸汽硫化工藝。具有氮氣純度高、連續(xù)性生產(chǎn)、氮氣壓力較高等特點。
氣體分子運動時對容器壁的撞擊時產(chǎn)生的力稱壓力。對容器單位面積所產(chǎn)生的壓力叫壓強。壓強的單位習(xí)慣上使用毫米汞柱(mmHg)/平方厘米(cm2),國際通用(法定計量)帕(Pa)、千帕(kPa)、兆帕(MPa)。經(jīng)換算1mmHg=133.3Pa=0.1333kPa,1MPa=1000kPa=1000000Pao1ATA=0.1MPa。
包圍在地球表面一層很厚的大氣層對地球表面或表面物體所造成的壓力稱為“大氣壓”,符號為B;直接作用于容器或物體表面的壓力,稱為“壓力”,壓力值以真空作為起點,符號為PABS。
用壓力表、真空表、U型管等儀器測出的壓力叫“表壓力”(又叫相對壓力),“表壓力”以大氣壓力為起點,符號為Pg。三者之間的關(guān)系是:PABS==B+Pg。
溫度是物質(zhì)分子熱運動的統(tǒng)計平均值。氣體溫度是氣體分子熱運動產(chǎn)生的。氣體溫度的單位常用攝氏(℃)表示,水結(jié)冰的溫度為0℃。物理學(xué)上常使用溫度,用“K”表示。溫度以-273℃作為零度。攝氏和溫度的關(guān)系是T=t+273。此外英國科學(xué)家還經(jīng)常用“華氏溫度”,符號為oF。
因為任何氣體在一定溫度和壓力下都可以液化,溫度越高,液化所需要的壓力也越高,但是當溫度超過某一數(shù)值時,即使在增加多大的壓力也不能液化,這個溫度叫臨界溫度,在這一溫度下低的壓力就叫做臨界壓力。
純度
純度是氣體的一個重要技術(shù)參數(shù)。舉氮氣為例,按國標氮氣的純度分為工業(yè)用氮氣、純氮和高純氮三級,它們的純度分別為99.5%(O2小于等于0.5%),99.99%(O2小于等于0.01%)和99.999%(O2小于等于0.001%)。
所屬分類:設(shè)備回收/化工設(shè)備回收
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