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3分钟读懂什么是空分工艺?

来源:技术文章    更新时间:2023-04-10    浏览:1093次

随着工业4.0时代的到来,我国的工业化进程也在不断优化变革,空气分离装置成为了现代化工的重要组成部分。工作人员通过多种流程设计来分离空气中的氧气、氮气等成分,以此来供应石油、冶金等行业的生产使用。随着化工工艺的不断进步、行业内产品的需求量越来越大,空气分离装置工艺流程研究也逐渐广泛。

氧分析仪

那什么是空分工艺?简单来说,空分就是将空气中的有效气体分离出来,然后加以应用于其它工艺现场。氧气及氮气是主要被分离的气体,其中实际含量还需要通过专业的设备以及专业的理论知识来完成操作。



常见的分离方式

低温法

空气中的气体组分,它们的沸点各不相同,我们通过将空气压缩,预冷,膨胀等步骤将其液化。随后在精馏塔内蒸馏分离。氧气的沸点为-183℃,氩气的沸点为-186℃,氮气的沸点为-196℃,根据氮气比氧气沸点低更容易被气化的特性,将液态空气加注在精馏塔内使高温蒸汽与低温液体不断地相互接触,从而使氮气先行被蒸发分离出来,后根据温度变化依次分离出氩气,氧气或液氮液氧等。(将气体冷却到-173℃以下被称为深冷)

优点:制造产量大,可分离气体种类多,制造氮气纯度高达99.999%,氧气高达99.8%(使用催化脱氢可提纯至99.99%以上)

缺点:设备体积庞大,使用成本高,产气量慢(12-24h)



吸附法


利用分子筛对不同的分子具有选择性吸附性的特点。(VSA)5A或者13X分子筛等对氮气有着较强的吸附性,吸附氮气的同时让氧气通过,从而可以收获较高纯度的氧气,目前吸附法能得到的氧气最高纯度仅93%左右。(PSA)与之相反,我们用碳分子筛等对氧气有着较强的吸附性,吸附氧气的同时,让氮气通过,从而获得较高纯度的氮气。

优点:工艺步骤简单,能耗低,产气量快(15-30min)

缺点:产能相对低温法少,吸附剂贵




膜分离法

利用有机聚合膜的渗透选择性,让空气进入薄膜或者空中纤维膜时,氧气的穿透性是氮气速度的4-5倍,从而实现氧气和氮气的分离。该方法得到的氧气纯度较低,规模较小,只能应用于制造富氧产品及制氮产品。

优点:工艺步骤更简单,产气量更快(≤3min),氮气纯度可达98%以上

缺点:氧气提纯度不高,产量低




空分技术应用于水泥、冶炼燃烧、电捕焦、实验室气体、高压氧舱、农业、医学生物学研究、煤气管道、氢化反应釜、火炬尾气管道等行业工艺。

空气中主要组成气体为氧气、氮气、氩气,除此以外还有水分、二氧化碳以及碳氢化合物等杂质。空分技术,需要除去空气中的有害杂质,并将混合气分离成氮气、氧气以及氩气等“纯"气体。

在工业行业中,往往需要测量出精准的气体浓度值,为了更高效、更安全,建议安装在线氧含量分析仪。



艾伊科技 

在线氧含量分析仪

艾伊科技是一家集研发、生产、销售光机电智能一体化产品的高新技术企业。在气体分析、气体检测领域已经推出了多款气体分析仪以及相关解决方案。


顺磁氧分析仪

针对测量气体的准确浓度,艾伊科技推出AGA1010系列顺磁气体分析仪,可测量复杂工况中的氧气含量。该设备可选用顺磁式及电化学式原理,在线实时监测环境中的氧含量。有自动报警提醒、自动断电保护等功能。配备预处理系统,可有效过滤各类有机溶剂对仪表的腐蚀。

该仪器自带加热单元,可以有效避免水汽对传感器的影响。另外,仪器具有使用寿命长、传感器性能稳定、响应灵敏等特点,满足了客户的实际需求。

配合空分工艺,可将量程定制为:98-100%VOL,测量高纯度氧气。

除此以外,为适应不同工艺的需求,艾伊科技氧分析仪还可选配量程:0-1%/0-2%/0-5%/10%/15%/30%/100%VOL。



总 结

随着科学技术的迅速发展,空气分离装置技术不断革新,呈现出节能、高效、环保等特点,并且在实际运用中通过对空气的充分应用,降低了能源开发对环境的压力,同时极大地丰富了我国的基础能源产量,空分工艺流程的发展为化工行业的进步起到了至关重要的作用。在工业行业中,使用空分工艺与在线氧含量分析仪,往往能达到1+1>2的效果。

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