制氮机制取的氮气有哪几种纯化方式
氮是惰性气体,常用于高温处理各种材料或零件的保护气氛。为此,应把氮气中的杂质(氧和水汽)清除到i低水平。
一般来说,由制氮机制取的氮气中含氧量小于0.5%时,宜采用脱氧剂直接除氧,含氧量为0.5-3%时,宜采用催化剂加氢除氧,含氧量大于3%时可采用分级催化除氧。因为氮气中含氧量过高,按化学计量所需的氢气量大,一次全部加入
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制氮机制取的氮气有哪几种纯化方式
氮是惰性气体,常用于高温处理各种材料或零件的保护气氛。为此,应把氮气中的杂质(氧和水汽)清除到i低水平。
一般来说,由制氮机制取的氮气中含氧量小于0.5%时,宜采用脱氧剂直接除氧,含氧量为0.5-3%时,宜采用催化剂加氢除氧,含氧量大于3%时可采用分级催化除氧。因为氮气中含氧量过高,按化学计量所需的氢气量大,一次全部加入时,可能有爆i炸的危险;且反应中放出的热量较大,易烧坏催化剂。因此,必须严格控制加氢量进行分级除氧。原料氮气中含氧量过高时,亦可用部分纯氮稀释原料气,使混合气体中含氧量小于3%再进行加氢催化除氧。氮气机的种类一、变压吸附制氮设备(一)变压吸附(PressureSwingAdsorption,简称PSA)气体分离技术是非低温气体分离技术的重要分支,是人们长期来努力寻找比深冷法更简单的空分方法的结果。
采用脱氧剂清除杂质氧的典型工艺流程:氮气经催化除氧器(除去氧)、水冷却器和吸附干燥器(除去水汽)、气体过滤器(除去尘埃颗粒)后,即得纯氮产品。
采用加氢催化除氧的典型工艺流程:首先在氮气中加适量氢气(添加量为氮气中含氧量的二倍以上),然后通过催化除氧器(除去氧)、水冷却器和吸附于燥器(除去水汽)、气体过滤器(除去尘埃粒)后,即得纯氮产品。
当氮气中含氧量较大(大于3%),可采用分级加氢催化除氧工艺,氮气在进入催化除氧器前,需要严格控制加氢量,通过催化除氧器1(一次除氧),再加入少量氢气进入催化除氧器2进行二次除氧。
如果原料氮气中含氧较高,对纯氮又要求不许有过量氢气存在。此时,氮气纯化装置采用先加氢催化除氧,再用活性氧化铜等除氢的方法纯化氮气,其典型的工艺流程为:在原料氮气中根据氧的含量,添加稍为过量的氢(按化学计量)后通过催化除氧器除氧,再通过电加热器和氧化反应除去氮气中的过量氢。制氮机制取的氮气有哪几种纯化方式氮是惰性气体,常用于高温处理各种材料或零件的保护气氛。常用的脱氢剂除活性氧化铜外,也可用银分子筛等。

PSA变压吸附制氮原理
碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮,其吸附量也随着压力的升高而升高,而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。因而,仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果进一步考虑吸附速度的话,就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。氧分子直径比氮分子小,因而扩散速度比氮快数百倍,故碳分子筛吸附氧的速度也很快,吸附约1分钟就达到90%以上;而此时氮的吸附量仅有5%左右,所以此时吸附的大体上都是氧气,而剩下的大体上都是氮气。这样,如果将吸附时间控制在1分钟以内的话,就可以将氧和氮初步分离开来,也就是说,吸附和解吸是靠压力差来实现的,压力升高时吸附,压力下降时解吸。采用加氢催化除氧的典型工艺流程:首先在氮气中加适量氢气(添加量为氮气中含氧量的二倍以上),然后通过催化除氧器(除去氧)、水冷却器和吸附于燥器(除去水汽)、气体过滤器(除去尘埃粒)后,即得纯氮产品。而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差,通过控制吸附时间来实现的,将时间控制的很短,氧已充分吸附,而氮还未来得及吸附,就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化,也要将时间控制在1分钟以内。

深冷制氮机可制取纯度≧99.999%的氮气。氮气纯度受到(de dan qi _dan qi chun du shou dao)氮气负荷、塔板数量、塔板效率和液空中氧纯度等的限制,调节范围很小。因此,对于一套深冷制氮设备其产品纯度基本是一定的,不便调节。变压吸附制氮制取的氮气纯度一般在95%-99.9%范围内,假如需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。当氮气中含氧量较大(大于3%),可采用分级加氢催化除氧工艺,氮气在进入催化除氧器前,需要严格控制加氢量,通过催化除氧器1(一次除氧),再加入少量氢气进入催化除氧器2进行二次除氧。氮气纯度只受产品氮气负荷的影响,在其他条件不变情况下,氮气排出量越大,氮气的纯度就越低;反之则越高。因此,对于一套变压吸附制氮设备只要负荷答应其产品纯度可以在90-99.9%之间任意调节。
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