在制氧工业、等方面有很多应用。我们都知道氧气通常来自空气。那么,你知道技术人员如何分离空气来获取氧气吗?今天,在这里普及一下氧气与空气分离的原理和过程,希望对大家有所帮助。
一、空气中氧气分离的原理
空气中氧气的分离主要是应用低温冷冻原理从空气中分离出氧气、氮气、氩气、氦气等稀有气体的过程。通常,空气先被压缩和冷却到非常低的温度,或者通过膨胀被液化,然后在精馏塔中被分离。比如液态空气沸腾时,先气化易挥发的氮气(沸点-196℃),再气化氧气(沸点-183℃)。
二、分离空气中氧气的过程
1.空气的预处理:空气通过一种叫做分馏的蒸馏过程被分成主要成分氮、氧和氩。有时,这个名称被简称为分馏,用于进行这种分离的垂直结构被称为分馏塔。在分馏过程中,组分在几个阶段逐渐分离。在每个阶段,增加每种成分的浓度或分数水平,直到分离完成。因为所有的蒸馏过程都基于沸腾液体以分离一种或多种组分的原理,所以需要低温部分来提供非常低的温度用于液化气体组分。
2.分离预处理后的气流:一小部分空气被压缩机分流,压缩机压力增加。然后冷却并膨胀到接近大气压。这种膨胀迅速冷却空气,空气被注入低温部分,以提供运行所需的低温。
3.氧气开始液化:主气流通过一对串联运行的板翅式换热器的一侧,而来自低温段的非常冷的氧气和氮气通过另一侧。当氧气和氮气被加热时,进入的气流被冷却。
4.氧气继续液化:现在部分液体和部分气体进入高压分馏器的底部。当空气沿着柱子上升时,它会失去额外的热量。氧气继续液化,在塔的底部形成富氧混合物,而大部分氮气和氩气以蒸汽的形式流向顶部。
5.氧气冷却:液氧混合物,称为粗液氧,从下部分馏器的底部提取,并在过冷器中进一步冷却。该物流的一部分膨胀至接近大气压,并被送到低压分馏器。
特种气体是照明行业制造含有氩、氮、氖、氪和氙的灯泡的重要成分。
它们还填补了双层玻璃窗之间的空白,以确保我们的现代建筑隔热良好,实现节能。它们是许多制造工艺的基础,例如使用氢氮混合物对金属进行热处理以提高硬度和其他物理特性。
金属、塑料和其他采购原材料的质量控制也可以使用范围广泛的 HiQ 高纯度气体进行,例如在 ICP 分析中。还可以使用一系列 HiQ 高纯度气体和气体混合物对制成品和玩具进行安全测试,包括性或可燃性测试。