工业氮气公司制氮的几种方法

- 2018-08-28 -

工业氮的产生是工业氮气公司通过从空气中分离氧和氮来实现的。主要方法有深冷法、变压吸附法和膜分离法。


◆深冷法

       传统的低温法通常用于工业中大规模生产氮气。空气是深冷空分装置中液化空气的原料。


        深冷法作为一种传统的空分技术,已经为人类服务了几十年,至今仍是我国工业氮供应的主要来源。由于深冷法工业化时间较长,人们对深冷法的认识较为成熟,具有其他方法无法替代的优点,如制气量大、氮纯度高、运行稳定等。与其他方法相比,深冷法在提取氮气的同时获得氧气、氩气等气体也是其独特的优势。因此,深冷法在大中型空分中仍占主导地位。


       然而,工业氮气公司深冷法制氮工艺流程复杂,设备制造,安装和调试要求高,一次性投资大,资金成本高,土地面积大,天然气产量缓慢(12 ~ 24小时),深冷制氮的方法适用于大规模的工业生产,不是很经济,使氮在中小规模。


◆变压吸附


       非低温气体分离技术是变压吸附气体分离技术的一个重要分支。自20世纪60年代末70年代初以来,它在国外迅速发展。变压吸附氮气是以空气为原料,以碳分子筛为吸附剂,利用变压吸附原理,利用碳分子筛选择性吸附氧和氮,使氧和氮分离得到氮。

       Psa氮与传统的低温氮法制备法相比,法制备法具有显著的特点:吸附在室温下,不涉及使用保温,工艺流程简单,设备制造简单,小型设备,占地面积少,使用现成的免费土地,可以放置,开停车方便,启动迅速,产生气体迅速(15 ~ 30分钟),能源消耗少,运营成本低,节省投资、操作和维护简单,容易撬,适应性好,可以调整根据产品气体纯度的要求,从技术和经济效益来看,在3000Nm3/hr以下的氮气生产装置中,变压吸附优于低温吸附。在市场上,1000Nm3/hr以下的制氮装置具有较强的竞争力,深受中小工业氮气公司的喜爱。



◆膜分离法


          膜分离与空气分离是20世纪80年代国外发展起来的一项高新技术。它属于高分子材料科学。是21世纪十大高新技术产业之一。虽然这项技术起步较晚,但发展迅速,近年来在中国得到了应用。



       膜分离的基本原理是在一定的压力下利用不同的氧和氮的渗透率来分离氧和氮。与以上两种方法相比,膜分离氮气具有装置结构简单、体积小、无开关阀、操作维护管理方便、产气速度快、扩容方便等优点。而中空纤维膜对压缩空气的净化要求较高。膜的滤芯容易老化、腐蚀和失效,往往难以修复,需要更换新膜。而目前中空纤维膜需要从国外进口,价格昂贵。



       膜分离氮气适用于要求纯度小于或等于98%的中小型氮气用户。但当氮气纯度要求高于98%时,价格比相同规格的变压吸附装置高出30%左右。通过制造方法、安装、运输难度、制造成本等方面的比较,PSA制氮机具有投资小、使用简单、维修方便、能耗低等优点,尤其适用于中小型(小于3000Nm3/hr)氮气消耗。



         综上所述,工业氮气公司会根据客户对氮气的需求量,纯度来判断采用深冷法、变压吸附法和膜分离法。


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