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A深冷空分制氮工藝

2020-02-12 14:01:14

制氮設備通常是以壓縮空氣為原料,利用一種稱為碳分子篩的高性能吸附劑選擇性吸附氮氣,直接生產氮氣,變壓吸附制氮機通常采用兩臺并聯的吸附器,通過PLC程序控制器控制氣動閥的啟閉,交替操作壓力吸附和減壓再生操作,連續供給原料空氣,連續生產硝基。


在制氮、制氧領域內使用較多的是碳分子篩和沸石分子篩。分子篩對氧和氮的分離作用主要是基于這兩種氣體在分子篩表面的擴散速率不同,碳分子篩是一種兼具活性炭和分子篩某些特性的碳基吸附劑。碳分子篩具有很小微孔組成,孔徑分布在0.3nm~1nm之間。較小直徑的氣體(氧氣)擴散較快,較多進入分子篩固相,這樣氣相中就可以得到氮的富集成分。一段時間后,分子篩對氧的吸附達到平衡,根據碳分子篩在不同壓力下對吸附氣體的吸附量不同的特性,降低壓力使碳分子篩解除對氧的吸附,這一過程稱為再生。變壓吸附法通常使用兩塔并聯,交替進行加壓吸附和解壓再生,從而獲得連續的氮氣流。


深冷空分制氮是一種傳統的制氮方法,已有近幾十年的歷史。它是以空氣為原料,經過壓縮、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。深冷空分制氮設備復雜、占地面積大,基建費用較高,設備一次性投資較多,運行成本較高,產氣慢(12~24h),安裝要求高、周期較長。綜合設備、安裝及基建諸因素,3500Nm3/h以下的設備,相同規格的PSA裝置的投資規模要比深冷空分裝置低20%~50%。深冷空分制氮裝置宜于大規模工業制氮,而中、小規模制氮就顯得不經濟。


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