空分基本知识—空气分离的方法

信息来源：博大实地化学有限公司   点击次数：8002   发布时间：2012-12-17 10:20:53

    目前工业性生产氧、氮采用的方法主要有三种：

    ⑴低温法：应用深冷原理，先将空气压缩、净化、换热、制冷等工艺使其变成液体，然后利用空气中的组份沸点不同把它们分离开来，这是当前应用最广泛的方法。

    ⑵吸附法：是利用分子筛的孔穴和氧、氮分子的直径大小不同把它们筛分开来。如5A分子筛能对氮分子进行吸附，而对氧分子不吸附，让氧分子通过因而制取纯度较高的氧气。又如碳分子筛对氧具有较强的吸附性能，让氮分子通过，而制取纯度较高的氮气。由于吸附容量有限，当达到饱和时就不能吸附，那就需要把吸附的物质驱赶掉，才能恢复吸附，因此需再生。为保证连续供气至少要有两个以上的容器交替进行抽空、充气、出氧三个步骤。

    ⑶膜分离法：它是利用某些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜（0.1μm）或中空纤维膜时，氧气穿透薄膜的速度约为氮气的4～5倍，从而实现了氧、氮的分离。

    这三种生产方法各有特点：

    吸附法具有流程简单，操作方便，自动化程度高，设备投资省等优点，是与深冷生产氧气和氮气竞争的主要对手。但吸附法目前的氧气纯度只有93%左右，设备容量在4000m³/h以下等不足，因此，对小容量、纯度低的用户可与低温比较选用。

    膜分离法的方法、装置更简单，操作方便，起动快、投资省、国家在重点攻关膜的生产，若膜的质量攻克，将会对气体分离起重大的变革。从当前的情况来看，膜分离的富氧浓度只能达到28～35%O₂，规模也适宜中、小型，所以只适用于富氧燃烧和医疗保健方面。

    当前人们正研究吸附法与低温法的结合，膜分离法和低温法的组合，不用膨胀机制冷而直接采用低温液体启动运行的空分设备，氧、氮气生产方法不断多样化。