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來源： 發(fā)布時間：2021-09-14

深冷空氣分離技術(shù)制備氮?dú)?

深度冷凍法分離空氣是將空氣液化后，再利用氧、氮的沸點(diǎn)不同將它們分離。即，造成氣、液濃度的差異這一性質(zhì)，來分離空氣的一種方法。因此必須了解氣、混合物的一些基本特征：氣-液相平衡時濃度間的關(guān)系：液態(tài)空氣蒸發(fā)和冷凝的過程及精餾塔的精餾過程。

 空氣的汽-液相的平衡，物質(zhì)的聚集狀態(tài)有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。每種聚集態(tài)內(nèi)部，具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)并完全均勻的部分，稱為相?？諝庠谒?nèi)的分離，一般情況下，物料精餾是在汽、液兩相進(jìn)行的?？諝庵醒鹾偷嫉?9.04%，因此，可近似地把空氣當(dāng)作氧和氮的二元混合物。當(dāng)二元混合物為液態(tài)時，叫二元溶液。

為確保液氮罐利用的安全、可靠，液氮罐只能充裝液氮、液氧、液氬。濰坊普通氮?dú)?/p>

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汽液平衡濃度圖（y-x圖） 在一定壓力下，取二元溶液中低沸點(diǎn)組分（氮）的濃度xN2為橫坐標(biāo)，與其平衡的氣相中氮濃度yN2為縱坐標(biāo)，構(gòu)成的圖叫y-x圖

在y-x圖中P3>P2>P1。當(dāng)壓力愈低時，等壓線離y=x的對角錢就愈遠(yuǎn)，表示組分在汽液中相的濃度差愈大，混合物分離就愈容易。

當(dāng)壓力一定時，由于采用低沸點(diǎn)組分為坐標(biāo)的，氣在氣相中的濃度大于液相中的濃度，所以等壓線均在對角線（y=x線）以上，并為向上凸起曲線。如以高沸點(diǎn)組分氧為濃度坐標(biāo)時則相反。

用y-x圖了解氣液平衡時氣液相濃度的關(guān)系非常清楚和方便，所以在二元溶液精餾過程中，分析塔板上氣液濃度變化時常要用到該圖。

濰坊普通氮?dú)鉃楸苊庖院蟪湟旱獣r的消耗，請您在液氮罐內(nèi)另有少量液氮時即重新充液氮。

    然后說說物理性質(zhì)，不易液化。在儲糧常規(guī)溫度范圍內(nèi)，氮?dú)饣静话l(fā)生相變。這表明氮?dú)庠诩Z堆空隙中穿行或停留時，不會因液化而發(fā)生吸附或沉著，進(jìn)而降低效果或失效。再說一下他的化學(xué)性質(zhì)。不易燃（相對）。氮?dú)庠跉怏w分子中雖談不上是惰性氣體，但其不易燃的穩(wěn)定特性讓它足以勝任。此外（相對）的特性也使人們在操作時傷亡風(fēng)險很低。說一下制取。制取的難易程度是和使用成本息息相關(guān)的。高濃度的氮?dú)庑枰獙I(yè)的富集設(shè)備或制備設(shè)備來獲取。當(dāng)前應(yīng)用比較的**制氮設(shè)備每小時產(chǎn)氮量大約220ｍ3左右。從制取效率來看，氮?dú)饩邆漭^高的生產(chǎn)應(yīng)用可行性。

膜分離制氮

膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的新的分支，是80年代國外迅速發(fā)展起來的一種新的制氮方法，在國內(nèi)推廣應(yīng)用還是2010-2017年的事。

膜分離制氮是以空氣為原料，在一定的壓力下，利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮?dú)狻Ｋc上述兩種制氮方法相比，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單、體積更小、無切換閥門、操作維護(hù)也更為簡便、產(chǎn)氣更**min以內(nèi)）、增容更方便等特點(diǎn)，但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴(yán)，膜易老化而失效，難以修復(fù)，需要換新膜，膜分離制氮比較適合氮?dú)饧兌纫笤凇?8%左右的中小型用戶，此時具有較好功能價格比；當(dāng)要求氮?dú)饧兌雀哂?8%時，它與同規(guī)格的變壓吸附制氮裝置相比，價格要高出30%左右，故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合制取高純氮時，普氮純度一般為98%，因而會增加純化裝置的制作成本和運(yùn)行成本。

工業(yè)生產(chǎn)中，用壓縮液體空氣分餾的方法獲得液氮。

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空氣中含氬0.93%，其沸點(diǎn)又介于氧、氮之間。    

在空氣分離的過程中，氬對精餾的影響較大，特別是在制取高純氧、氮產(chǎn)品時，必須考慮氬的影響。

一般在較精確的計(jì)算中，又將空氣看作氧-氬-氮三元混合物，其濃度為氧20.95%，氬0.93%，氮78.09%（按容積）。

三元系的汽液平衡關(guān)系，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示在相平衡圖上。確定三元系的汽液平衡狀態(tài)時，必須給定三個**參數(shù)，除給定溫度、壓力外，需再細(xì)定一個組分濃度（氣相或液相）平衡狀態(tài)才能確定。

工業(yè)規(guī)模制氮有三類：即深冷空分制氮、變壓吸附制氮和膜分離制氮。濰坊氣體氮?dú)?/p>

由氮分子中三鍵鍵能很大，不容易被破壞，因此其化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定。濰坊普通氮?dú)?/p>

液態(tài)罐的流行促進(jìn)了農(nóng)業(yè)、化學(xué)生物、畜牧業(yè)的發(fā)展。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，還有大部分技術(shù)員不了解對液氮及液氮生物容器的特性，造成不合理的使用現(xiàn)象，從而增加了生產(chǎn)成本，還可能發(fā)生人員傷亡。下面介紹一下液態(tài)罐使用中的六大注意事項(xiàng)。

使用前的檢查液氮罐在充填液氮之前，首先要檢查外殼有無凹陷，真空排氣口是否完好。若被碰壞，真空度則會降低，嚴(yán)重時進(jìn)氣不能保溫，這樣罐上部會結(jié)霜，液氮損耗大，失去繼續(xù)使用的價值。其次，檢查罐的內(nèi)部，若有異物，取出，以防內(nèi)膽被腐蝕。

由于液氮罐的熱量較大，剛開始充液氮時，熱均衡時間較長，可先充少量液氮介質(zhì)預(yù)冷（60L左右），然后再徐徐滿盈（如許才不容易形成冰堵）。為避免以后充液氮時的消耗，請您在液氮罐內(nèi)另有少量液氮時即重新充液氮?；蛟谟猛暌旱蟮?8小時內(nèi)充液氮。

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