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氮气的常规用途:
由于氮的化学惰性,常用作保护气体,如:瓜果,食品,灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化,用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。液氮还可用作深度冷冻剂。作为冷冻剂在医院做除斑,包,豆等的手术时常常也使用,即将斑,包,豆等冻掉,但是容易出现,并不建议使用。高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气。用作铜管的光亮退火保护气体。
膜分离法:
膜分离法是利用有机聚合膜的渗透选择性,从气体混合物中分离出富氮气体。理想的薄膜材料应具有很高的选择率和渗透性。为了得到经济的流程,需要很薄的聚合物分离膜(0.1μm),所以需要支撑。渗透器常为板式渗透器和中空纤维渗透器。此法,若产气量大,所需薄膜表面积太大,薄膜价格高,虽然膜分离法装置简单,操作方便,但工业应用还不广泛,本篇不再多述。
深冷制氮已有近百年的历史,工艺流程不断改进。变压吸附制氮是近二十年发展起来并被市场广泛接受的技术。本篇试从流程、费用、运行和产品种类等方面比较二者的差别,并得出相关结论。
吸附法变压吸附法是20世纪50年代末才开发成功的,由于其独有的灵活方便、投资少、能耗低的优点,近年来变压吸附空分富氧技术在中小规模富氧应用领域得到越来越多的应用。
氮分子含有孤对电子而极性大于氧并且有较大的四极矩,因而N2与沸石骨架中阳离子的作用力强。空气逐层通过沸石柱后,气相中的含氧量逐渐提高,这样便可得到富氧流出气。
一套变压吸附制氧(制氮)系统主要包括三部分:空气压缩系统、压缩空气预处理系统、吸附分离系统。
变压吸附空气分离的技术进步主要集中在两个方面:变压吸附空分工艺过程的改进,使过程更加节能;变压吸附空分吸附剂性能的改进。
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