如何从空气中分离氮?

时间:2021-09-02 08:35:36   作者:
在工业过程中氮的广泛使用使得操作人员理解和使用最有效的氮生成技术变得至关重要。虽然氮在自然界中是自由存在的,但它不是很容易以最有用的形式获得的。氮通常与空气中的其他成分气体混合,这些成分气体可能对工业生产过程产生不良影响。

如何从空气中分离氮

制造商已经学会了如何从大气中分离氮气和氧气,以利用氮气的好处。作为膜和吸附技术领域的关键参与者,GENERON提供高质量的氮气提取解决方案,保证生成满足所有工业要求的高纯度氮气。

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为什么要从空气中分离氮


氮以双原子形式存在于自然界中,是空气的主要成分。氮约占空气的78%(按体积计算)。这使得它成为一个免费的,容易获得的氮来源-消除了复杂的化学合成的需要。

工业用氮是如何分离的?通过强迫周围的空气通过几种类型的生成过程,从空气中提取氮是可能的。


如何从空气中分离氮气


从空气中提取氮有以下两种标准方法。

1、低温蒸馏:这种专门的分馏技术可以生产高纯度的氮气。然而,这是如何从空气中提取氮的一个更复杂的例子。这个过程包括使用压缩装置将周围的空气拉入蒸馏装置。压缩空气然后被冷却到大约10°C,然后通过一系列过滤器,以消除水分、油、水蒸气和其他污染物。空气一旦被净化,就会通过热交换器进入膨胀发动机。发动机内压缩气体的迅速膨胀会使其温度降至凝点以下(在1个大气压下约为-195.8°C)并液化。一旦实现了液化,高纯度的氮气就会从空气中蒸馏出来,输送到存储单元。

2、机械氮代:氮分离的机械方法利用空气中组分气体的不同物理性质来实现氮的提取。与分馏相比,机械氮气分离是一个从空气中获得氮气的简单例子。

这些技术通常包括以下两个过程之一:
 

  • 变压吸附产氮
  • 膜氮代

这些过程依赖于不同的移动速度和膜和分子筛产生氮的吸附速度。

变压吸附:变压吸附技术从空气中提取氮气是在两个吸附-脱附塔内的碳分子筛优先吸附和脱附氧气和其他气体污染物的基础上进行的。

这一过程包括两个同时协调的阶段:
 
  • 吸附从加压空气流中去除氧气、蒸汽和其他杂质,使氮气通过收集/存储单元。这个过程将继续进行,直到吸附塔内的分子筛完全饱和为止。
  • 脱附是吸附过程的一个逆转,从脱附塔内的筛子材料中释放捕获的氧气。这一过程将使分子筛再生,为新的吸附循环做好准备。

膜氮代:膜氮生成利用中空纤维膜分离空气中的组成气体。膜表面是独特的中空纤维形状,增加了表面积,更快速渗透。这一过程包括将大气空气吸入发生器,压缩空气,并在气体分离前通过一系列过滤器。空气一旦被压缩,就会通过一个高效过滤器来去除水蒸气和其他微粒杂质。清洁干燥的空气然后暴露在活性炭洗涤器,去除任何剩余的颗粒或气体污染物。在暴露于膜后,富氮气体流可以被收集用于工业用途。
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