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              保定工業氣體
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              ?空氣中分離氧氣的原理及過程

              2021-04-22 04:59:16

              原理:空氣中分離氧氣主要是應用低溫冷凍原理,從空氣中分離出其氧氣以及氮和氬、氦等稀有氣體的過程。保定氧氣一般先將空氣壓縮,并冷至很低溫度,或用膨脹方法使空氣液化,再在精餾塔中進行分離。例如當液態空氣沸騰時,比較容易揮發的氮先氣化,氧則后氣化。分離過程:


              1、空氣的預處理:通過稱為分餾的蒸餾過程將空氣分離成其主要組分氮氣,氧氣和氬氣。有時,此名稱縮短為分餾,用于執行此分離的垂直結構稱為分餾列。在分餾過程中,組分在幾個階段中逐漸分離。在每個階段,增加每種組分的濃度或分數水平直至分離完成。因為所有蒸餾過程都基于使液體沸騰以分離一種或多種組分的原理,所以需要低溫段來提供液化氣體組分所需的非常低的溫度。


              2、將預處理的空氣流分開:一小部分空氣通過壓縮機轉向,壓縮機的壓力得到提升。然后將其冷卻并使其膨脹至接近大氣壓。這種膨脹迅速冷卻空氣,空氣被注入低溫部分以提供操作所需的低溫。


              3、氧氣開始液化:主氣流通過串聯操作的一對板翅式換熱器的一側,而來自低溫段的非常冷的氧氣和氮氣穿過另一側。進入的空氣流被冷卻,同時氧氣和氮氣被加熱。在一些操作中,可以通過使空氣通過膨脹閥而不是第二熱交換器來冷卻空氣。在任何一種情況下,空氣的溫度都降低到具有沸點的氧開始液化的程度。


              4、氧氣繼續液化:現在是部分液體和部分氣體 - 進入高壓分餾塔的底部。當空氣沿柱子上升時,它會失去額外的熱量。氧氣繼續液化,在塔底形成富氧混合物,而大部分氮氣和氬氣作為蒸汽流到頂部。


              5、氧氣冷卻:液態氧混合物,稱為粗液氧,從下部分餾塔的底部抽出,并在過冷卻器中進一步冷卻。使該料流的一部分膨脹至接近大氣壓并送入低壓分餾塔。當粗液氧以其向下流動時,大部分剩余的氮和氬分離,在塔底留下99.5%的純氧。


              6、氮氬進一步冷卻:來自高壓塔頂部的氮/氬蒸汽在過冷卻器中進一步冷卻。使混合蒸汽膨脹至接近大氣壓并進料到低壓分餾塔的頂部。具有沸點的氮氣首先變為氣體,并以99.995%純氮氣流出塔頂。


              7、其余氣體的分離:在氧氣和氮氣之間具有沸點的氬氣保持蒸氣,并在氮氣沸騰時開始下沉。當氬氣蒸汽達到離柱子大約三分之二的點時,氬氣濃度達到其大值約7-12%并被抽出到第三分餾塔中,在那里進一步再循環和精制。終產物是粗氬氣流,其含有93-96%的氬氣,2-5%的氧氣,余量的氮氣和痕量的其他氣體。


              保定氧氣

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