氮氣和高純氮氣的2種制法及特點

氮氣是一種常見的氣體，可以通過兩種方法制備，分別是空氣分離和氨分解。

空氣分離是通過將空氣中的氧氣和其它雜質(zhì)與氮氣分離，得到高純度的氮氣。該

方法利用空氣中氧氣和氮氣的沸點差異，經(jīng)過一系列的分離過程，將氧氣和雜質(zhì)

除去，最終得到純凈的氮氣。

氨分解是通過加熱氨氣分子，使其分解成氮氣和氫氣的方法。該方法適用于制備

高純度的氮氣，因為氨氣中不含有氧氣或其它雜質(zhì)。

這兩種方法各有特點?？諝夥蛛x可以同時獲得氧氣和氮氣，適用于工業(yè)生產(chǎn)中需

要同時使用氧氣和氮氣的場合。而氨分解則適用于需要純凈氮氣的特殊應(yīng)用，因

為該方法可以得到更高純度的氮氣。

氮氣和高純氮氣是兩種常用的加工工藝，它們具有不同的特性。

制氮的傳統(tǒng)方法之一是低溫空氣分離法，它已經(jīng)有近90年的歷史。這種方法使用

空氣作為原料，經(jīng)過壓縮和凈化的處理，通過熱交換將空氣液化成液態(tài)空氣。液

態(tài)空氣主要是液氧和液氮的混合物。由于液氧和液氮的沸點不同（在常壓下，液

氧的沸點為183℃，液氮的沸點為-196℃），所以需要對液態(tài)空氣進(jìn)行蒸餾來分

離出氮氣。低溫空氣分離器制氮設(shè)備復(fù)雜，占地面積大，基礎(chǔ)設(shè)施投資成本高，

并且需要一次性投入較大的設(shè)備運行成本也較高，氣體產(chǎn)出速度慢（需要12~24

小時），設(shè)備要求高，周期長?？紤]到設(shè)備、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施等因素，對于產(chǎn)氣

規(guī)模在3500Nm3/h以下，氮氣含量在20%~50%的設(shè)備來說，與相同標(biāo)準(zhǔn)的PPE

設(shè)備相比，投資規(guī)模較低溫空分設(shè)備要小。低溫空分制氮設(shè)備適用于大規(guī)模工業(yè)

制氮，而對于中小型制氮來說則不太經(jīng)濟。

碳分子篩空氣分離器利用空氣作為原料，通過變壓吸附原理和碳分子篩作為吸附

劑，實現(xiàn)對氧和氮的選擇性吸附，從而分離氮氣和氧氣。這種制氮方法被稱為變

壓吸附制氮，是20世紀(jì)70年代迅速發(fā)展起來的一種新技術(shù)。相比傳統(tǒng)的制氮方法

，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產(chǎn)氣速度快（15～30分鐘）、能耗低、

產(chǎn)品純度可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)等特點，同時操作成本低，設(shè)備適應(yīng)性強。因此，

在1000Nm3/h以下的氮肥生產(chǎn)廠中，它擁有較高競爭力，并且越來越受到中小型

氮肥消費者的歡迎。變壓吸附制氮已經(jīng)發(fā)展為中小型氮氣設(shè)備的主要選擇。