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常見大型工業(yè)制氮氣方法有三種:
深冷空分制氮
它是一種傳統(tǒng)的空分技術(shù),已有九十余年的歷史,它的特點是產(chǎn)氣量大,產(chǎn)品氮純度高,無須再純化便可直接應(yīng)用于磁性材料,但它工藝流程復(fù)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(chǎn)氣慢(18~24h),它適宜于大規(guī)模工業(yè)制氮,氮氣成本低。
變壓吸附制氮
變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,簡稱PSA)氣體分離技術(shù)是非低溫氣體分離技術(shù)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(jié)果。七十年代西德埃森礦業(yè)公司成功開發(fā)了碳分子篩,為PSA空分制氮工業(yè)化鋪平了道路。三十年來該技術(shù)發(fā)展很快,技術(shù)日趨成熟,在中小型制氮領(lǐng)域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。
膜分離空分制氮
膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的新的分支,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。
氮氣純化方法
加氫除氧法
在催化劑作用下,普氮中殘余氧和加入的氫氣發(fā)生化學反應(yīng)生成水,其反應(yīng)式:2H2+O2=2H2O,再通過后級干燥除去水份,而獲得下列主要成份的高純氮:N2≥99.999 %,O2≤5×10-6,H2≤1500×10-6,H2O≤10.7×10-6。
加氫除氧、除氫法
此法分三級,第一級加氫除氧,第二級除氫,第三級除水,獲得下列組成的高純氮:N2≥99.999%,O2≤5×10-6,H2≤5×10-6,H2O≤10.7×10-6。
碳脫氧法
在碳載型催化劑作用下(在一定溫度下),普氮中之殘氧和催化劑本身提供的碳發(fā)生反應(yīng),生成CO2。反應(yīng)式:C+O2=CO2。再經(jīng)過后級除CO2和H2O獲得下列組成的高純氮氣:N2≥99.999%,O2≤5×10-6,CO2≤5×10-6,H2O≤10.7×10-6。
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