如何制取氮气?五种方法教会你!

氮气的化学性质为惰性,常温下很难跟其他物质发作反应,但在高温、高能量条件下可与某些物质发作化学变化,用来制取对人类有用的新物质。氮气的化学性质为惰性,常温下很难跟其他物质发作反应,但在高温、高能量条件下可与某些物质发作化学变化,用来制取对人类有用的新物质。

低温法

先将空气进行压缩,膨胀降温,一直到空气液化,再利用氧气和氮气的沸点不同,将氮、氧分离。让温度较高的蒸汽与温度较低的液体不断相互接触,液体中的氮气较多的蒸发,气体中的氧气较多的冷凝,使得上升蒸汽中的氮气含量不断提高,液体中的含氧量不断增加,从而实现氮氧分离。

分子筛空分制氮

分子筛空分制氮是以空气为原料,以碳分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理,使用碳分子筛对氧和氮的挑选性吸附而使氮和氧别离的办法,通称PSA(Pressure Swing Adsorption)制氮。此法是七十年代敏捷发展起来的一种新的制氮技能。与传统制氮法相比,它具有工艺流程简略、自动化程度高、产气快(15~30分钟)、能耗低,产品纯度可在较大范围内依据用户需求进行调节,操作维护方便、运转本钱较低、设备适应性较强等特色,故在1000Nm3/h以下制氮设备中颇具竞争力,越来越得到中、小型氮气用户的欢迎,PSA制氮已成为中、小型氮气用户的理想选择。

膜分离法

膜分离是利用一些有机聚合膜的渗透选择性,当空气通过薄膜或中空纤维膜时,氧气穿透膜的速度是氮气的好几倍,由此实现氧氮分离。这种方法简单,操作方便,但是只适合用于小型应用场所。

深冷空分制氮

把压缩空气液化,通入分馏塔,然后利用氧气、氮气的沸点不同,分离出氮气(纯度基本固定在99.9995%)和富氧(35%的氧气+氮气)。深冷分离是最成熟的工艺,一般适合于大型空分,且由于启动时间在2个小时以上,启动成本高,所以对用气连续性要求很高。适合大型用氮,纯度要求高,用气连续波动少的用户。

变压吸附制氮(PSA)

利用分子筛不同压力下对氮气、氧气的吸附率不同而制氮的。这也是最适合小型制氮的技术。经济制氮的纯度范围可以在99~99.9%。

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