空氣分離技術基礎知識

      工業(yè)氣體人只能生活在地球，特氣人只能與氣體天天打交道，不只是要懂買賣氣體，更要了解特氣及時市場行情，而工業(yè)氣體人對特氣的制造方式、工業(yè)流程及設備結構也是必修之課。空氣分離技術基礎知識更是必須要懂得的。

空分裝置基礎知識

空分

     顧名思義即空氣的分離，是利用不同的方法將空氣中的各組分分離開來，從而獲得所需要的氧氣、氮氣及一些稀有氣體的過程。

方法

      空氣中的主要成分是氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳以及一些其它氣體和雜質(zhì)。它們在空氣中分別以分子的狀態(tài)存在, 數(shù)目非常多，并且永不停息地作無規(guī)則的運動，均勻地相互攙混在一起，要將它們分開，目前主要有三種方法：低溫法、吸附法、膜分離法。

低溫法

原理：

      利用各種氣體的沸點不同，經(jīng)加壓、預冷、純化、大部分使用透平膨脹機提供的冷量使之液化，再進行精餾，從而獲得所需要的氧氣、氮氣及其它稀有氣體的過程。

      空氣經(jīng)過增壓膨脹對外作功處于冷凝溫度,當穿過比它溫度低的氧、氮組成的液體層時,由于氣、液之間溫度差的存在,要進行熱交換,溫度低的液體吸收熱量開始蒸發(fā),其中氮組分首先蒸發(fā),溫度較高的氣體冷凝,放出冷凝熱,氣體冷凝時,首先冷凝氧組分.此過程一直進行到氣、液處于平衡狀態(tài)。

     這時,液相由于蒸發(fā),使氮組分減少,同時由于氣相冷凝的氧也進入液相,因此液相的氧濃度增加了,同樣氣相由于冷凝,使氧組分減少,同時由于液相的氮進入氣相,因此氣相的氮濃度增加了.多次的重復上述過程,氣相的氮濃度就不斷增加,液相的氧濃度也能不斷的增加.這樣經(jīng)過多次的蒸發(fā)與冷凝就能完成整個精餾過程,從而將空氣中的氧和氮分離開來。

吸附法

原理：

      利用分子篩對不同的分子具有選擇性吸附的特點，有的分子篩（如5A、13X等）對氮具有較強的吸附性能，讓氧分子通過，可得到較高純度的氧氣；有的分子篩（碳分子篩等）對氧具有較強的吸附性能，讓氮分子通過，可得到較高純度的氮氣，從而實現(xiàn)空氣的分離。但吸附法目前的氧氣純度只有93%左右。

膜分離法

原理：

      利用一些有機聚合膜的滲透選擇性，當空氣通過薄膜或中空纖維膜時，氧氣穿透過薄膜的速度約為氮的4-5倍，從而實現(xiàn)氧、氮的分離 。膜分離的富氧濃度只能達到28～35%O2 

主流工藝

      目前應用較多的是低溫法（又叫深度冷凍法）。它的優(yōu)點：生產(chǎn)量大，產(chǎn)品純度高，電耗低且可得到液態(tài)產(chǎn)品，故應用廣泛。

空分基本系統(tǒng)

六大子系統(tǒng)

01

氣體雜質(zhì)的清除系統(tǒng)

空氣過濾器和純化設備

02

空氣加壓系統(tǒng)

空壓機及增壓機系統(tǒng)

03

空氣的冷卻和液化系統(tǒng)

預冷系統(tǒng)和膨脹機、換熱器系統(tǒng)。

04

空氣的精餾系統(tǒng)

分餾塔系統(tǒng)

05

產(chǎn)品的輸送、貯存系統(tǒng)

壓氮系統(tǒng)和液體貯存系統(tǒng)

06

儀電控制系統(tǒng)

空分發(fā)展

      空分是化工，鋼鐵，電子，醫(yī)藥工業(yè)的一部分。有這些在空分就在。本身空分技術也比較成熟了。未來主要是往自動控制和遠程控制上發(fā)展。操作人員（工藝方向）未來越來越少。一套空分只配2~3個技術人員在現(xiàn)場已屢見不鮮。冷起熱起停車調(diào)純調(diào)負荷全自動化。