工業制(zhi)氧原(yuan)理(li)及流(liu)程(cheng)

空氣(qi)中含(han)氮氣78%，氧氣21%。 由於(yu)空氣(qi)是(shi)取(qu)之不盡(jin)的(de)免(mian)費原(yuan)料(liao)，因此工業制(zhi)氧1制(zhi)氮通(tong)常(chang)是(shi)將空氣(qi)中的(de)氧氣和氮氣分離(li)出(chu)來(lai)。制(zhi)氧氧氣用(yong)來(lai)煉(lian)鋼;氮氣用(yong)來(lai)攪拌鋼水，氧氣和氮氣均是(shi)重(zhong)要(yao)的(de)冶(ye)金原(yuan)料(liao)。本(ben)專(zhuan)題(ti)將詳細(xi)介(jie)紹(shao)制(zhi)氧1制(zhi)氮的(de)工藝流(liu)程(cheng)，主(zhu)要工藝設(she)備(bei)的(de)工作原(yuan)理(li)等(deng)信(xin)息(xi)。
制(zhi)氧1制(zhi)氮目(mu)的(de)] :制(zhi)氧氧氣用(yong)來(lai)煉(lian)鋼;氮氣用(yong)來(lai)攪拌鋼水，氧氣和氮氣均是(shi)重(zhong)要(yao)的(de)冶(ye)金原(yuan)料(liao)。
制(zhi)氮原(yuan)理(li)簡(jian)介(jie)] :以空氣為(wei)原(yuan)料(liao)，利用(yong)物(wu)理(li)的(de)方法(fa),將其中的(de)氧和氮分離(li)而(er)獲(huo)得。工業中有三種，即(ji)深(shen)冷(leng)空分法(fa)、分子(zi)篩空分法(fa)PSA和(he)膜(mo)空(kong)分法(fa)。
工業制(zhi)氧大致可(ke)分為(wei)以下幾(ji)種(zhong)方法(fa)
(-物理制(zhi)氧
1、空氣冷(leng)凍(dong)分離(li)法(fa)
空(kong)氣(qi)中的(de)主(zhu)要成(cheng)分是(shi)氧氣和氮氣。利用(yong)氧氣和氮氣的(de)沸(fei)點不同(tong)(氧氣沸(fei)點為-183°C,氮氣沸(fei)點為-196C)，從(cong)空(kong)氣(qi)中制(zhi)備氧氣稱(cheng)空氣分離(li)法(fa)。把(ba)空氣(qi)預(yu)冷(leng)、凈化(去除(chu)空(kong)氣中的(de)少量(liang)水
分、二(er)氧化碳(tan)、乙(yi)炔(que)、碳(tan)氫(qing)化合(he)物(wu)等(deng)氣體(ti)和(he)灰塵等(deng)雜質)、 然(ran)後(hou)進(jin)行壓(ya)縮、冷(leng)卻，使(shi)之成為(wei)液態空(kong)氣(qi)。然(ran)後(hou)，利用(yong)氧和氮的(de)沸(fei)點的(de)不同(tong)，在精餾(liu)塔(ta)中把(ba)液態空(kong)氣(qi)多(duo)次(ci)蒸發和冷(leng)凝(ning)，將氧氣和氮氣分離(li)開來(lai)，得到(dao)純(chun)氧(可以達(da)到(dao)99. 6的(de)純度(du))和純(chun)氮(可以達(da)到(dao)99. 9%的(de)純度(du))。 如果(guo)增(zeng)加(jia)壹(yi)些(xie)附(fu)加(jia)裝(zhuang)置，還(hai)可(ke)以提取出(chu)氬、 氖、氦(hai)、氪(ke)、氙(xian)等(deng)在空(kong)氣(qi)中含(han)裏極(ji)少的(de)稀(xi)有惰性(xing)氣(qi)體(ti)。
由(you)空氣分離(li)裝(zhuang)置產(chan)出(chu)的(de)氧氣，經過壓(ya)縮機的(de)壓(ya)縮，後(hou)將壓(ya)縮氧氣裝(zhuang)入高壓(ya)鋼瓶貯(zhu)存(cun)，或通(tong)過管道(dao)直(zhi)接輸(shu)送(song)到(dao)工廠(chang)、車間(jian)使(shi)用(yong)。使(shi)用(yong)這種(zhong)方(fang)法生(sheng)產氧氣，雖然(ran)需(xu)要(yao)大型的(de)成套(tao)設(she)備(bei)和(he)嚴(yan)格(ge)的(de)安全操(cao)作技術，但(dan)是(shi)產(chan)裏(li)高，每(mei)小(xiao)時(shi)可(ke)以產出數(shu)幹、萬立(li)方米(mi)的(de)氧氣，而(er)且所耗(hao)用(yong)的(de)原(yuan)料(liao)僅(jin)僅(jin)是(shi)不(bu)用(yong)買(mai)、不(bu)用(yong)運(yun)、不(bu)用(yong)倉庫儲(chu)存(cun)的(de)空氣(qi)，所以從(cong)1903年(nian)研(yan)制(zhi)出第-臺深冷空分制(zhi)氧機以來(lai)，這種(zhong)制(zhi)氧方法壹(yi)直(zhi)得到(dao)廣(guang)泛(fan)的(de)應用(yong)。
2、分子(zi)篩制(zhi)氧法(吸附法(fa))
利用(yong)氮分子(zi)大(da)於(yu)氧分子(zi)的(de)特(te)性(xing)，使(shi)用(yong)特(te)制(zhi)的(de)分子(zi)篩把(ba)空氣(qi)中的(de)氧離分出(chu)來(lai)。，用(yong)壓(ya)縮機迫(po)使(shi)幹燥(zao)的(de)空氣(qi)通(tong)過分子(zi)篩進入抽(chou)成(cheng)真空的(de)吸附器(qi)中，空氣中的(de)氮分子(zi)即(ji)被(bei)分子(zi)篩所吸附，氧氣進入吸附器(qi)內，當(dang)吸附器(qi)內氧氣達(da)到(dao)量(liang)(壓(ya)力達(da)到(dao)程(cheng)度(du))時(shi)，即(ji)可(ke)打(da)開出(chu)氧閥門放出(chu)氧氣。經過壹段(duan)時(shi)間(jian)，分子(zi)篩吸附的(de)氮逐(zhu)斬增(zeng)多(duo)，吸附能(neng)力減(jian)弱，產出的(de)氧氣純度(du)下降(jiang)，需(xu)要(yao) 用(yong)真(zhen)空(kong)泵抽出(chu)吸附在(zai)分子(zi)篩上面的(de)氮，然(ran)後(hou)重(zhong)復 上(shang)述(shu)過程(cheng)。這種(zhong)制(zhi)取氧的(de)方法(fa)亦稱(cheng)吸附法(fa)。
近，利用(yong)吸附法(fa)制(zhi)氧的(de)小(xiao)型制(zhi)氧機已經開發出來(lai)，便於(yu)家(jia)庭使(shi)用(yong)。
3、電解(jie)制(zhi)氧法
把(ba)水放入電解(jie)槽中，加(jia)入氫(qing)氧化鈉(na)或氫(qing)氧化鉀以提高水的(de)電解(jie)度，然(ran)後(hou)通(tong)入直(zhi)流(liu)電，水就(jiu)分解(jie)為(wei)氧氣和氫(qing)氣。每(mei)制(zhi)取壹(yi)立(li)方米(mi)氧，同時(shi)獲(huo)得兩立(li)方米(mi)氫(qing)。用(yong)電解(jie)法制(zhi)取壹(yi)立(li)方米(mi)氧要耗(hao)電12- - 15千瓦(wa)小(xiao)時(shi)，與(yu)上(shang)述兩種(zhong)方法的(de)耗(hao)電裏(li)(0.5-0.60千瓦(wa)小(xiao)時(shi))相(xiang)比(bi)，是(shi)很(hen)不(bu)經濟的(de)。所以，電解(jie)法不適(shi)用(yong)於(yu)大裏(li)制(zhi)氧。另(ling)外(wai)同(tong)時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)氫(qing)氣如(ru)果(guo)沒(mei)有妥(tuo)善(shan)的(de)方法(fa)收(shou)集，在空(kong)氣(qi)中聚集起來(lai)，如與(yu)氧氣混合(he)，容(rong)易發生極(ji)其(qi)劇烈的(de)爆炸(zha)。所以，電解(jie)法也(ye)不(bu)適(shi)用(yong)家(jia)庭制(zhi)氧的(de)方法(fa)。