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如何为工业应用生产氮气?

2023-04-01 15:19:24
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在许多制造过程中,大量氮气的使用对成功至关重要。从食品和饮料制造、酿酒厂以及石油和天然气过程(如氮气保护和气体净化),需要大量氮气来促进这些过程。工业运营商可能面临的一个重大挑战是决定产生所需工业氮气供应的更佳方法。虽然一些过程可能使用外部来源提供的氮气运行,但大多数过程工厂经理会选择现场氮气生成。

那么,氮是如何产生的呢?本文青岛工业气体概述了目前用于工业规模生产氮气的方法。什么是氮气?氮气是一种惰性元素,在自然界中大量存在,既可以游离也可以作为重要工业化合物的一部分。气态氮无色、无臭、无味,具有惰性。虽然这些特性使其非常适用于各种工业过程,但它们也使其对人员构成潜在的安全隐患。因此,氮气制造商和用户必须遵守适当的氮气安全预防措施。那么,氮气是如何制成的呢?青岛工业气体制备氮气所采用的三种主要技术如下:

1. 变压吸附 (PSA) 制氮

这种生产氮气的方法依赖于吸附材料将气态混合物分离成其组分的能力。变压吸附是两阶段制氮过程,涉及在两代塔中同时进行的吸附和解吸。该一阶段需要使用填充有分子碳筛材料的吸附塔,该吸附塔选择性地保留氧气,同时允许氮气进入收集罐。这个过程将一直持续到吸附塔达到其更大饱和点。这是 PSA 制氮过程的第二步,本质上是吸附过程的逆转。一旦达到吸附塔的饱和点,它的功能就会改变,并从中释放氧气,使筛网材料再生,从而实现另一个吸附循环。

2. 膜制氮

膜氮生成使用半透膜通过不同的行进速度将空气流分离成其组分气体。所述中空纤维膜组件被设计为通过用于气体流提供较大的表面积,以促进渗透的更快的速率。典型的 膜式氮气发生器 具有以下组件:

进料过滤聚结器

浸入式加热器

活性炭过滤器

微粒过滤器

3. 分馏制氮

分馏是一种生产工业用氮气的高效方法。该过程涉及将空气过冷至其液化点,然后在其不同沸点下蒸馏其组分气体。该过程将产生高纯度的氮气,但通常比 PSA 或膜生产成本更高。