由于氧、氮在工业生产和科学技术发展中有重要的作用,特别是煤化工技术发展到今天,煤气化装置生产必备空分装置,可为煤气化提供氧气,为全厂提供不同规格的氮气、仪表空气以及工作空气。
制氧空分工艺
工业上常用的制氧方法有:低温精馏分离法、吸附法、电解法。
空气的过滤和压缩
压缩空气的初步冷却
空气的净化,包括水分和碳氢物的去除
空气被冷却到液化温度
冷量的制取
液化和精馏
危险杂质的排除
▍吸附法
▍电解法
用电解法制取一立方米氧要耗电12~15千瓦小时,是很不经济的。所以,电解法不适用于大量制氧。
制氮空分工艺
深冷空分制氮是一种传统的制氮方法,已有近几十年的历史。它是以空气为原料,经过压缩、净化,再利用热交换使空气液化成为液空。
液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下,前者的沸点为-183℃,后者的为-196℃),通过液空的精馏,使它们分离来获得氮气。
深冷空分制氮设备复杂、占地面积大,基建费用较高,设备一次性投资较多,运行成本较高,产气慢(12~24h),安装要求高、周期较长。
综合设备、安装及基建诸因素,3500Nm³/h以下的设备,相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20%~50%。
也叫PSA或变压吸附式,以空气为原料,以碳分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理,利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法,通称PSA制氮。
也叫中空纤维膜分离,是以空气为原料,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。
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