隨著工業的迅速發展,氮氣在化工、電子、冶金、食品、機械等領域獲得了廣泛的應用,我國對氮氣的需求量每年以大于8%的速度增加。氮氣的化學性質不活潑,在平常的狀態下表現為很大的惰性,不易與其他物質發生化學反應。因此,氮氣在冶金工業、電子工業、化工工業中廣泛的用來作為保護氣和密封氣,一般保護氣的純度要求為99.99%,有的要求99.998%以上的高純氮。液氮是一個較方便的冷源,在食品工業、醫療事業以及畜牧業的精液貯藏等方面得到越來越普遍的應用。氮氣是一種干燥的惰性氣體,在許多商業應用和工業應用中,氮氣用于改善質量或者用于防止氧氣損壞產品和工藝。
1、在煤礦行業中,制氮機適用于煤炭開采中的防火滅火、瓦斯及煤氣稀釋等領域,具有地面固定式、地面移動式、井下移動式三種規格,充分滿足不同工況下的氮氣需求。
2、在橡膠輪胎行業中,制氮機適用于橡膠及輪胎生產硫化過程中的氮氣保護、成型等領域;也可給汽車輪胎充氮,延長輪胎使用壽命,降低噪音。
3、在石油天然氣行業中,制氮機適用于石油及天然氣開采中的氮氣保護、輸送、覆蓋、置換、搶險、維修、注氮采油等領域。具有安全性高、適應強、連續性生產等特點。
4、在冶金行業中,制氮機適用于熱處理、光亮退火、保護加熱、粉末冶金、銅材鋁材加工、磁性材料燒結、貴金屬加工、軸承生產等領域。具有純度高、連續生產等特點。
5、在化工行業中,制氮機適用于石油化工、煤化工、鹽化工、天然氣化工、精細化工、新材料等及其衍伸化工產品加工行業,氮氣主要用于覆蓋、吹掃、置換、清洗、壓力輸送、化學反應攪動、化纖生產保護、充氮保護等領域。
6、在食品行業中,制氮機適用于糧食綠色倉儲、食品充氮包裝、蔬菜保鮮、酒類封裝和保存等。
制氮機以清潔干燥的壓縮空氣為原料,制造出持續供氣的高純度氮氣。在廣泛的應用中,制氮機制氮是一種更經濟、更可靠、可以取代液氮或者瓶裝氮氣的有效方法。純凈的氮氣無法從自然界直接汲取,主要采用空氣分離法??諝夥蛛x法中包括:深冷法、變壓吸附法、膜分離法。
1、深冷法:
此法是先將空氣壓縮、冷卻,并使空氣液化,利用氧、氮組分的沸點的不同(在大氣壓下氧的沸點為90K,氮的沸點為77K),在精餾塔的塔盤上使氣、液接觸,進行質、熱交換,高沸點的氧不斷從蒸汽中冷凝成液體,低沸點的氮不斷的轉入蒸汽中,使上升的蒸汽中含氮量不斷提高,而下流液體中含氧量越來越高,從而使氧、氮分離,得到氮氣或氧氣。此法是在 120K 以下的溫度條件下進行的,故稱為深冷法空氣分離。
2、變壓吸附法:
變壓吸附法即PSA法(Pressure Swing Adsorption),基于吸附劑對空氣中的氧、氮組分選擇性吸附而使空氣分離得到氮氣。當空氣經過壓縮,通過吸附塔的吸附層時,氧分子優先被吸附,氮分子留在氣相中,而成為氮氣。吸附達到平衡時,利用減壓將分子篩表面所吸附的氧分子驅除,恢復分子篩的吸附能力即吸附劑解析。為了能夠連續提供氮氣,裝置通常設置兩個或兩個以上的吸附塔,一個塔吸附,另一個塔解析,按適當的時間切換使用。
3、膜分離法:
膜分離法是利用有機聚合膜的滲透選擇性,從氣體混合物中分離出富氮氣體。理想的薄膜材料應具有很高的選擇率和滲透性。為了得到經濟的流程,需要很薄的聚合物分離膜(0.1μm),所以需要支撐。滲透器常為板式滲透器和中空纖維滲透器。此法,若產氣量大,所需薄膜表面積太大,薄膜價格高,雖然膜分離法裝置簡單,操作方便,但工業應用還不廣泛,本篇不再多述。
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