氮气的制备方法:
1、深冷空分制氮:它是一种传统的空分技术,已有100余年的历史。它的特点是产气量大,产品氮纯度高,无须再纯化便可产出99.999%以上高纯度氮气。但它工艺流程复杂,占地面积大,基建费用高,需要专门的维修力量,操作人员较多,每次开机要18-24h,产气慢。
要在标准大气压下,冷却至-195.8℃时,变成没有颜色的液体,冷却至-209.86℃时,液态氮变成雪状的固体。它适宜于大规模工业制氮,氮气成本高。
2、膜分离制氮:膜分离空分制氮也是非低温制氮技术的一种,是80年代国外迅速发展起来的一种新的制氮方法,在国内推广应用还是近几年的事。
膜分离制氮是以空气为原料,在一定的压力下,利用氧和氮在中空纤维膜中的不同渗透速率来使氧、氮分离制取氮气。
它与上述制氮方法相比,具有设备结构简单、体积小、无切换阀门、操作维护也更为简便、产气更快(3min以内)、增容更方便等特点,但中空纤维膜对压缩空气清洁度要求更严,膜易老化而失效,难以修复,需要换新膜。
膜分离制氮比较适合氮气纯度要求在≤98%左右的中小型用户。当要求氮气纯度高于98%时,它与同型号的变压吸附制氮机相比,价格要高出30%左右。
3、变压吸附制氮(变压吸附,英文翻译为Pressure Swing Adsorption,简称PSA):气体的分离技术是非低温气体分离技术的重要分支,是人们长期来努力寻找比深冷法更简单的空分方法的结果。
变压吸附制氮是以空气为原料,用碳分子筛作吸附剂,利用碳分子筛对空气中的氧和氮选择吸附的特性,在常温下,加压吸附,减压解吸,使氧和氮分离,从而制取氮气。需求变压吸附制氮机设备的。
扩展资料:
氮气的用途:
由于氮的化学惰性,常用作保护气体,如:瓜果,食品,灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。液氮还可用作深度冷冻剂。作为冷冻剂在医院做除斑,包,豆等的手术时常常也使用,即将斑,包,豆等冻掉。
高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气。用作铜管的光亮退火保护气体。跟高纯氦气、高纯二氧化碳一起用作激光切割机的激光气体。氮气也作为食品保鲜保护气体的用途。在化工行业,氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体。
用作铝制品、铝型材加工,铝薄轧制等保护气体。用作回流焊和波峰焊配套的保护气体,提高焊接质量。用作浮法玻璃生产过程中的保护气体,防锡槽氧化。
制氮设备的类型
主要两种:
1)低温精馏流程;
可以制备高纯度的氮气,99.999%以上
是目前最古老最先进应用最广的方式。
根据设备大小不同可以选择型号。
2)常温流程
变压吸附和膜制氮
一般制备低纯度的氮气,比如95%~99.99%
工业中有三种: 以空气为原料,在一定压力条件下,利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点,它特别适宜于氮气纯度≤98%的中、小型氮气用户,有最佳功能价格比。而氮气纯度在98%以上时,它与相同规格的PSA制氮设备相比价格要高出15%以上。