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工業制作氮氣的方法

2020-02-27 15:40:03

工業氮氣主要有三種方法:即深冷空分制氮、變壓吸附制氮和膜分離制氮。

1、深冷空分制氮

它是一種傳統的空分技術,已有九十余年的歷史,它的特點是產氣量大,產品氮純度高,無須再純化便可直接應用于磁性材料,但它工藝流程復雜,占地面積大,基建費用高,需專門的維修力量,操作人員較多,產氣慢(18~24h),它適宜于大規模工業制氮,氮氣成本在0.7元/m3左右。

2、變壓吸附制氮

變壓吸附氣體分離技術是非低溫氣體分離技術的重要分支,是人們長期來努力尋找比深冷法更簡單的空分方法的結果。七十年代西德埃森礦業公司成功開發了碳分子篩,為PSA空分制氮工業化鋪平了道路。三十年來該技術發展很快,技術日趨成熟,在中小型制氮領域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。

變壓吸附制氮是以空氣為原料,用碳分子篩作吸附劑,利用碳分子篩對空氣中的氧和氮選擇吸附的特性,運用變壓吸附原理(加壓吸附,減壓解吸并使分子篩再生)而在常溫使氧和氮分離制取氮氣。

3、膜分離制氮

膜分離制氮是以空氣為原料,在一定的壓力下,利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮氣。它與上述兩種制氮方法相比,具有設備結構更簡單、體積更小、無切換閥門、操作維護也更為簡便、產氣更快(3min以內)、增容更方便等特點。

但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴,膜易老化而失效,難以修復,需要換新膜,膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶,此時具有較好功能價格比。

當要求氮氣純度高于98%時,它與同規格的變壓吸附制氮裝置相比,價格要高出30%左右,故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合制取高純氮時,普氮純度一般為98%,因而會增加純化裝置的制作成本和運行成本。

工業氮氣


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