工业制氧原理及流程
工业制氧气的方法和原理

工业制氧气的方法和原理1.分子筛吸附法分子筛吸附法是通过物理吸附原理实现的一种分离技术。
气体在一定条件下通过分子筛时,分子筛会选择性地吸附低分子质量的气体,而较大分子质量的气体则通过。
分子筛吸附法在工业制氧中广泛使用,因为它可以有效地分离氧气和氮气。
当空气通过分子筛时,氧气分子和水分子被吸附在分子筛表面,而氮气则通过分子筛,从而实现分离纯化的目的。
2.冷凝液化法冷凝液化法是通过将空气冷却至其沸点以下,使气体液化分离,从而获得纯净的氧气。
空气经过压缩后,经过冷却器冷却,使气体中的水分和杂质凝结成液体,然后通过分离器将液体分离,从而获得纯净的氧气。
3.膜分离法膜分离法是利用半透膜的区别对待气体分子大小、亲疏水性等特性实现气体分离的一种方法。
常见的膜分离法有微孔膜和非晶膜两种类型。
微孔膜是通过孔径选择性分离气体,较小的分子经过孔道,而较大的分子则被阻挡。
非晶膜则是根据不同气体对膜的亲疏水性进行选择分离。
在工业制氧气中,常用的选择是用具有高亲疏水性的氧气过膜,而氮气被留在膜表面,实现二氧化碳的分离。
4.压力摩擦法压力摩擦法是利用压力差使得气体通过多孔隔板静电吸附,而实现氧氮分离。
在压力摩擦法中,由于氮气分子的尺寸较小,能够通过孔隙,而氧气分子的尺寸较大,受到孔隙的阻挡。
通过控制压力差,可以分离出纯度较高的氧气和氮气。
5.分子力法分子力法是根据气体分子之间的相互作用力来实现分离的一种方法。
常用的分子力法有吸附、吸附剂和溶剂选择法。
在工业制氧气中,常用的吸附物质是银、铜、铝等。
这些金属具有与氮气和其他杂质气体较强的相互作用力,而与氧气的相互作用力较弱,因此可以实现氧气和氮气的分离。
综上所述,工业制氧气的方法和原理有分子筛吸附法、冷凝液化法、膜分离法、压力摩擦法和分子力法等。
这些方法和原理通过调节不同气体分子的物理和化学特性,实现氧气和其他杂质气体的有效分离,从而提纯出纯净的氧气。
工业制氧原理及流程

⼯业制氧原理及流程⼯业制氧原理及流程空⽓中含氮⽓78%,氧⽓21%。
由于空⽓是取之不尽的免费原料,因此⼯业制氧/制氮通常是将空⽓中的氧⽓和氮⽓分离出来。
制氧氧⽓⽤来炼钢;氮⽓⽤来搅拌钢⽔,氧⽓和氮⽓均是重要的冶⾦原料。
本专题将详细介绍制氧/制氮的⼯艺流程,主要⼯艺设备的⼯作原理等信息。
【制氧/制氮⽬的】:制氧氧⽓⽤来炼钢;氮⽓⽤来搅拌钢⽔,氧⽓和氮⽓均是重要的冶⾦原料。
【制氮原理简介】:以空⽓为原料,利⽤物理的⽅法,将其中的氧和氮分离⽽获得。
⼯业中有三种,即深冷空分法、分⼦筛空分法(PSA)和膜空分法。
A:深冷空分制氮深冷空分制氮是⼀种传统的制氮⽅法,已有近⼏⼗年的历史。
它是以空⽓为原料,经过压缩、净化,再利⽤热交换使空⽓液化成为液空。
液空主要是液氧和液氮的混合物,利⽤液氧和液氮的沸点不同(在1⼤⽓压下,前者的沸点为-183℃,后者的为-196℃),通过液空的精馏,使它们分离来获得氮⽓。
深冷空分制氮设备复杂、占地⾯积⼤,基建费⽤较⾼,设备⼀次性投资较多,运⾏成本较⾼,产⽓慢(12~24h),安装要求⾼、周期较长。
综合设备、安装及基建诸因素,3500Nm3/h以下的设备,相同规格的PSA装置的投资规模要⽐深冷空分装置低20%~50%。
深冷空分制氮装置宜于⼤规模⼯业制氮,⽽中、⼩规模制氮就显得不经济。
B:分⼦筛空分制氮以空⽓为原料,以碳分⼦筛作为吸附剂,运⽤变压吸附原理,利⽤碳分⼦筛对氧和氮的选择性吸附⽽使氮和氧分离的⽅法,通称PSA制氮。
此法是七⼗年代迅速发展起来的⼀种新的制氮技术。
与传统制氮法相⽐,它具有⼯艺流程简单、⾃动化程度⾼、产⽓快(15~30分钟)、能耗低,产品纯度可在较⼤范围内根据⽤户需要进⾏调节,操作维护⽅便、运⾏成本较低、装置适应性较强等特点,故在1000Nm3/h以下制氮设备中颇具竞争⼒,越来越得到中、⼩型氮⽓⽤户的欢迎,PSA制氮已成为中、⼩型氮⽓⽤户的⾸选⽅法。
C:膜空分制氮以空⽓为原料,在⼀定压⼒条件下,利⽤氧和氮等不同性质的⽓体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。
图解工业制氧生产工艺

图解工业制氧生产工艺
工业制氧生产工艺是指通过高温热解的方式将空气中的氮气和氧气分离出来,从而得到纯净的氧气。
以下是图解工业制氧生产工艺的流程。
1. 空气净化
首先,在工业制氧生产的开始阶段,需要对空气进行净化。
这是因为空气中含有许多杂质和水分,会对制氧的工艺造成影响。
使用过滤器和冷凝器对空气进行净化和降温。
这样可以避免在后续的步骤中出现问题。
2. 压缩空气
净化过的空气接着通过空气压缩机进行压缩,将其压缩到一定的压力,通常在7至10台左右。
压缩能将空气分子的距离拉近,这有利于制氧生产中的下一步。
3. 氧气分离
氧气分离是工业制氧生产的核心步骤。
在特定的高温下,氮气和氧气可以分离。
这里的技术是利用了分子流挤压的原理,即把压缩后的空气喷射到分离柱的高压端,在柱中氮气和氧气则根据不同的分子流动率被分离出来,最终得到高纯度的氧气。
4. 后处理
当制氧的生产完成后,需要对产生的氧气进行后处理。
这包括对其进行冷却、去除水分,以及保证氧气质量等。
最后的结果是得
到了高纯度的氧气,它们可以被用于各种工业用途,如金属处理、化学反应、经络保养等。
以上就是工业制氧生产工艺的流程。
通过这些步骤,我们可以制造出高质量的氧气,为我们的生产和生活中提供更好的保障。
氧气的工业制法

工业制氧的应用
03
工业制氧在钢铁行业的应用
炼钢过程
工业制氧在钢铁行业中主要用于 炼钢过程,提供高纯度氧气作为 氧化剂,加速铁矿石的氧化反应 ,提高炼钢效率。
切割和焊接
钢铁行业中的金属切割和焊接需 要高纯度氧气作为助燃剂,工业 制氧满足了这一需求,提高了切 割和焊接的质量和效率。
工业制氧在石油化工行业的应用
工业制氧的工艺流程
原料空气的采集
采集富含氧气的空气作为原料,如从高山、 深海等地区采集。
空气的净化
通过过滤、除湿、除尘等手段净化原料空气, 去除其中的杂质和有害物质。
空气的压缩
将净化后的空气进行压缩,提高其压力和流速。
空气的液化
将压缩后的空气进行液化,以便进行进一步的分离 。
气体的分离
利用物理或化学方法将氧气与其他气体分离。
技术成熟,生产成本低,产量大。
缺点
需要消耗大量能源,并产生大量副产品氮 气。
电解水法
原理
利用电解水产生氢气和氧气。
流程
将水通过直流电电解生成氢气 和氧气。
优点
纯度高,适用于高纯度氧气的 需求。
缺点
耗能大,生产成本高,产量相 对较小。
热解吸水法
01
02
03
04
原理
利用加热分解水产生氢气和氧 气。
流程
工业制氧的应急处理
事故预警
建立完善的事故预警系统, 及时发现和处理制氧过程 中的异常情况。
应急救援
组建专业的应急救援队伍, 配备必要的应急救援器材, 确保在发生事故时能够迅 速有效地进行救援。
事故报告
按照国家相关规定及时上 报事故情况,积极配合相 关部门进行事故调查和处 理。
工业制氧化学式方程式

工业制氧化学式方程式
工业制氧是通过分离空气中的氧气进行的。
空气中含有大约21%的氧气和78%的氮气,以及少量的其他气体。
工业制氧的过程通常
采用分子筛吸附法或者低温分馏法。
1. 分子筛吸附法,在这种方法中,空气首先被压缩,然后通过分子筛吸附剂。
分子筛吸附剂可以选择性地吸附氮气,而将氧气通过。
随后,氧气被释放并收集。
2. 低温分馏法,在这种方法中,空气被冷却至液态,然后通过逐渐升温的方式分离成不同的组分。
由于氮气的沸点比氧气略低,
因此在适当的温度下,液态空气可以分离成富含氮气和富含氧气的
两部分。
随后,氧气被收集并储存。
化学式方程式如下所示:
2NaClO3 → 2NaCl + 3O2。
这是过氧化钠分解的方程式,过氧化钠是一种常用的工业制氧
的起始原料。
在这个反应中,过氧化钠分解产生氧气和氯化钠。
总的来说,工业制氧的化学式方程式涉及到空气中氧气和氮气的分离过程,以及可能涉及到起始原料的化学反应。
希望这个回答能够满足你的要求。
工业制氧的原理

工业制氧的原理
工业制氧的原理是通过空气分离技术,将空气中的氧气与其他气体分离,得到高纯度的氧气。
工业制氧通常采用的方法是冷凝法,具体步骤如下:
1. 空气压缩:首先将大气中的空气通过压缩机进行压缩,使其压力升高。
2. 空气冷凝:接下来将压缩后的空气通过冷却机降温至接近常温,使水蒸气在冷凝器中凝结成液体水。
3. 气体分离:经过冷凝处理后的空气含有液态水,经过分离器去除其中的液态水,得到干燥的空气。
4. 空气分离:将干燥的空气通过吸附剂或分离膜进行分离处理,吸附剂可以吸附氮气和其他杂质气体,使氧气得以分离出来。
分离膜则是通过透氧性能较好的材料,使氧气能够透过膜而其他气体不能透过,从而实现分离。
5. 氧气纯化:分离出的氧气还需经过纯化处理,以去除余留的杂质气体。
6. 氧气储存:最后,将纯化后的氧气储存到氧气储罐中,供工业生产或其他用途使用。
这种空气分离技术基于氧气和其他气体在物理和化学性质上的差异,通过适当的冷却和吸附分离方法,将氧气从空气中分离出来,使得工业生产中可以获得高纯度的氧气,满足各种需要。
工业制氧气的原理化学

工业制氧气的原理化学
工业制氧气的原理化学主要涉及两个过程:空气分离和制氧。
1. 空气分离:空气主要由氮气(约78%)、氧气(约21%)、水蒸气和稀有气体组成。
工业生产中,采用常见的空气分离技术是通过冷却压缩空气,然后通过膜技术或吸附剂技术(如分子筛或活性炭)分离氧气和氮气。
2. 制氧:制氧通常使用两种主要的工艺:常压吸附法和膜分离法。
- 常压吸附法:这种方法使用吸附剂,例如分子筛,可以选择性地吸附氮气,而不吸附氧气。
空气首先被压缩,并通过吸附床,其中用于吸附氮气。
氧气则从吸附床中通过洗涤剂冲洗,从而分离出来。
然后,吸附床通过排空或升压进入再生,以将吸附的氮气释放掉。
- 膜分离法:膜分离法使用特殊的膜材料,如聚合物膜或陶瓷膜,可以选择性地通过氧气,而阻止氮气的通过。
将压缩的空气通过膜,氧气可以通过膜的孔洞或固溶体扩散到另一侧,而氮气被阻拦。
通过这种方式,可以有效地分离氧气和氮气。
上述两种工艺可以根据实际需要进行调整和组合,以满足产量和纯度的要求。
工业制氧原理及流程

工业制氧原理及流程工业制氧是指利用化学方法或物理方法从空气中分离出氧气,使其达到一定的纯度。
工业制氧广泛应用于各个领域,如钢铁、化工、电力、医疗等。
下面将详细介绍工业制氧的原理及流程。
第一种原理是利用吸附剂吸附氮气的方法,常用的吸附剂有铁混合氧化物和锆铝混合氧化物。
整个制氧过程主要包括以下几个步骤:1. 空气压缩:首先,将从大气中取得的空气经过空气压缩机进行压缩,将空气的压力提高到一定的程度,通常为4-8 bar。
2.空气预冷:接下来,将压缩空气送入空气预冷器中进行预冷处理。
在这一步骤中,冷却水与压缩空气接触,使之冷却至较低的温度,通常为2-8°C。
预冷的目的是去除一部分的水蒸汽和二氧化碳。
3.氧气分离:预冷后的压缩空气首先进入吸附器,吸附器中填充有吸附剂。
吸附剂上的铁氧化物或锆铝混合氧化物具有很强的吸附能力,能将氮气吸附住而通过氧气。
此时,气体分为两部分,一部分是富氧气体,另一部分是富氮气体。
4.打开吸附剂流量调节阀:通过控制氮气与氧气的吸附剂的流量调节阀,可以控制氮气和氧气的比例。
在此步骤中,调节流量调节阀,使得富氧气体可以通过吸附剂流出。
5.富氧气冷却:通过冷却器对富氧气进行冷却,以降低其温度。
6.富氧气储存:最后,将冷却后的富氧气存储在氧气储存容器中,以供后续使用。
第二种原理是利用分子筛制氧的方法。
利用分子筛的分子分离作用,分离出氧气、氮气和其他气体。
制氧流程主要包括以下几个步骤:1.空气压缩:将从大气中采集的空气经过压缩机进行压缩,提高空气的压力。
2.空气预处理:压缩空气进入预处理设备,包括冷却器和干燥器。
冷却器用于降低气体温度,干燥器用于去除水蒸汽。
3.分子筛吸附:将预处理后的空气送入分子筛吸附器中,分子筛上的分子孔会选择性地将氧气吸附住,而氮气则通过。
4.氧气脱附:分子筛吸附一段时间后,吸附剂中的氧气达到一定浓度,需要进行脱附。
通过回流气来脱附分子筛上的氧气。
5.氧气压缩和储存:脱附出的氧气经过压缩机进行压缩,并储存在氧气储罐中。
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工业制氧原理及流程空气中含氮气78%,氧气21%。
由于空气是取之不尽的免费原料,因此工业制氧/制氮通常是将空气中的氧气和氮气分离出来。
制氧氧气用来炼钢;氮气用来搅拌钢水,氧气和氮气均是重要的冶金原料。
本专题将详细介绍制氧/制氮的工艺流程,主要工艺设备的工作原理等信息。
【制氧/制氮目的】:制氧氧气用来炼钢;氮气用来搅拌钢水,氧气和氮气均是重要的冶金原料。
【制氮原理简介】:以空气为原料,利用物理的方法,将其中的氧和氮分离而获得。
工业中有三种,即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。
A:深冷空分制氮深冷空分制氮是一种传统的制氮方法,已有近几十年的历史。
它是以空气为原料,经过压缩、净化,再利用热交换使空气液化成为液空。
液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下,前者的沸点为-183℃,后者的为-196℃),通过液空的精馏,使它们分离来获得氮气。
深冷空分制氮设备复杂、占地面积大,基建费用较高,设备一次性投资较多,运行成本较高,产气慢(12~24h),安装要求高、周期较长。
综合设备、安装及基建诸因素,3500Nm3/h以下的设备,相同规格的PSA装置的投资规模要比深冷空分装置低20%~50%。
深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮,而中、小规模制氮就显得不经济。
B:分子筛空分制氮以空气为原料,以碳分子筛作为吸附剂,运用变压吸附原理,利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附而使氮和氧分离的方法,通称PSA制氮。
此法是七十年代迅速发展起来的一种新的制氮技术。
与传统制氮法相比,它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快(15~30分钟)、能耗低,产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节,操作维护方便、运行成本较低、装置适应性较强等特点,故在1000Nm3/h以下制氮设备中颇具竞争力,越来越得到中、小型氮气用户的欢迎,PSA制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法。
C:膜空分制氮以空气为原料,在一定压力条件下,利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗透速率来使氧和氮分离。
和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、维护量更少、产气更快(≤3分钟)、增容方便等优点,它特别适宜于氮气纯度≤98%的中、小型氮气用户,有最佳功能价格比。
而氮气纯度在98%以上时,它与相同规格的PSA制氮机相比价格要高出15%以上【制氧原理简介】:工业制氧是指制造大量氧气,注重成本,讲究大量制取,对纯度要求一般不会太高。
工业制氧大致可分为以下几种方法㈠物理制氧1、空气冷冻分离法空气中的主要成分是氧气和氮气。
利用氧气和氮气的沸点不同(氧气沸点为-183℃,氮气沸点为-196℃),从空气中制备氧气称空气分离法。
首先把空气预冷、净化(去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质)、然后进行压缩、冷却,使之成为液态空气。
然后,利用氧和氮的沸点的不同,在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝,将氧气和氮气分离开来,得到纯氧(可以达到99.6%的纯度)和纯氮(可以达到99.9%的纯度)。
如果增加一些附加装置,还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。
由空气分离装置产出的氧气,经过压缩机的压缩,最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存,或通过管道直接输送到工厂、车间使用。
使用这种方法生产氧气,虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术,但是产量高,每小时可以产出数干、万立方米的氧气,而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气,所以从1903年研制出第一台深冷空分制氧机以来,这种制氧方法一直得到最广泛的应用。
2、分子筛制氧法(吸附法)利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。
首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,氧气进入吸附器内,当吸附器内氧气达到一定量(压力达到一定程度)时,即可打开出氧阀门放出氧气。
经过一段时间,分子筛吸附的氮逐渐增多,吸附能力减弱,产出的氧气纯度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,然后重复上述过程。
这种制取氧的方法亦称吸附法。
最近,利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来,便于家庭使用。
3、电解制氧法把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气。
每制取一立方米氧,同时获得两立方米氢。
用电解法制取一立方米氧要耗电12—15千瓦小时,与上述两种方法的耗电量(0.55—0.60千瓦小时)相比,是很不经济的。
所以,电解法不适用于大量制氧。
另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集,在空气中聚集起来,如与氧气混合,容易发生极其剧烈的爆炸。
所以,电解法也不适用家庭制氧的方法。
㈡化学制氧工业和医用氧气均购自制氧厂。
工厂制氧的原料是空气,故价格非常便宜。
但是,氧气的贮存(高压氧气用钢瓶、液氧要用特殊贮罐)、运输、使用不太方便。
因此远离氧气厂的偏远山区运输困难,另外有些特殊环境如病人家中、高空飞行、水下航行的潜艇、潜水作业、矿井抢救等携带巨大笨重的钢瓶极为不便,小型钢瓶贮氧量小,使用时间短,因此就出现化学制氧法,在化合物中以无机过氧化物含氧量最多且易释放,目前化学制氧多采用过氧化物来制氧。
对无机过氧化合物的科学研究开始于18世纪。
1798年德国自然科学家洪堡(Alexandervon Humboldt)采用在高温中把氧化钡氧化的方法,制取了过氧化钡。
1810年法国化学家盖一吕萨克(Joseph—Louis Gay—Lussac)和泰纳尔(Louis—Jacques Thenard)合作制取了过氧化钠和过氧化钾。
1818年泰纳尔又用酸处理过氧化钡,再经蒸馏发现了过氧化氢。
200年来,化学家们不断地研究,发现大量无机过氧化合物。
这些过氧化物,在遇热或遇水或遇其他化学试剂的时候,很容易析出氧气。
常用的过氧化物有以下几种:液体过氧化物(液体产氧剂)—双氧水双氧水的化学名称是过氧化氢(H2O2),为无色透明液体,有微弱的特殊臭氧味,是很不稳定的物质,在遇热、遇碱、混入杂质等许多情况下都会加速分解。
温度每升高5℃,它的分解速度就要增加1.5倍。
即便是稀释后浓度为35%的双氧水,在pH值增加(例如贮存在含碱玻璃瓶里)超过6个小时就要发生急剧分解。
双氧水中混入少量杂质(如铁、铜、黄铜、青铜、铅、银、铬、锰等金属粉末或它们的盐类),即便在室温下,同样要引起急剧的分解,产生氧气。
双氧水是过氧化物中最基本的物质,也是各国科学家最早认识的化学产氧剂。
双氧水具有产氧量较大(30%的稀释液中,有效氧含量为14.1%)和成本较低的好处。
但是,双氧水是强腐蚀剂,稍稍不慎便会造成人身伤害,而且在许多情况下还可引起爆炸或燃烧,无论在使用或贮存、运输中都属于危险品。
比如:在常压下,双氧水的蒸汽浓度达到40%以上时,温度过高即有爆炸危险。
双氧水与有机物混合,能生成敏感和强烈的高效炸药。
双氧水与醇类、甘油等有机物混合,就形成极危险的爆炸性混合物。
双氧水是强烈氧化剂,对有机物、特别对纺织物和纸张有腐蚀性,与大多数可燃物接触都能自行燃烧。
【制氧/制氮工艺流程】[工艺流程] 供氮方式的选择高纯氮源从氮气质量上来讲,均可满足用气要求,但在氮气成本上差异较大,用气量愈大,差异愈显著。
企业选择何种供氮方式,应在充分了解各供气方式特点的基础上,根据本企业的产品、生产工艺、生产规模、用气设备类型、数量、资金状况、发展规划等综合考虑供氮方式和供氮规模。
1 NdFeB生产线NdFeB生产线主要用氮设备为“气流磨”,根据生产规模来决定“气流磨”的类型和数量,氮气用量就依此而定了下来,目前国内生产企业除极少数生产规模很小,而采用瓶装氮外,其他各企业有的采用液氮,有的采用PSA现场制氮。
2 MnZn铁氧体生产线2.1真空气氛炉以真空气氛炉为烧结设备的,因真空气氛炉是间歇式作业,一般以24h为一生产周期,单台用气量不大,且非连续均衡用气而是相对集中,短时内用气量较多,这类企业往往生产规模都不大,几乎全都采用瓶装氮气,使用灵活、方便。
虽然氮气单价在各种供氮方式中是最高的,但因总用气量有限,故经济上尚能承受。
2.2 氮窑以氮窑为烧结设备的,因氮窑是连续作业的设备,用气量较多,而且从趋势来看,各企业新置氮窑正向长窑和长双板窑方向发展,单台用气量一般在30~50Nm3/h。
氮窑的烧结的工艺特点决定了供气的连续性,氮气的高纯性,氮量的匹配性和氮气纯度、流量、压力的稳定性和用氮气要低成本,这是氮窑供气的基本要求,显然使用瓶装氮气已不适宜。
目前国内企业采用的供氮方式主要有两种,即液氮和现场制氮。
⑴液氮。
使用液氮者,在企业建立之时,一般生产规模都不大,通常只有一两条窑,虽然知道现场制氮的成本最低,但由于资金或是考虑到以后的发展等原因,大都决定是先采用液氮,以后视企业情况而定。
一旦企业扩能或资金情况允许,从降低生产成本着眼,大都会改用现场制氮方式,但企业若资金允许而近两年内又无扩能计划,笔者认为单台窑用气量超过30Nm3/h,还是自购PSA制氮设备制氮为佳。
因与使用液氮相比,30Nm3/h制氮机组年氮费可节省约24万元,设备总投入在40万元左右,一年半左右可收回设备投资,PSA制氮机寿命可达10年,10年内可省氮费200万元。
⑵现场制氮。
自购设备现场制取高纯氮,虽然一次性投资较大,但运行成本较低(0.7元/m3以内)。
它与采用液氮相比,相同的用气量,每年节约的费用可在一年半以内收回设备全部投资。
现场制氮的三种技术——深冷空分制氮、PSA制氮和膜分离制氮各有特点,且在不同产氮量及氮气纯度范围各有优势,已有文章〔2〕专门对三者进行了投资价值分析,结论是氮气纯度为99.99%以上,产氮量在500Nm3/h以内,PSA制氮(加纯化)可以与深冷空分竞争。
目前国内磁性材料(MnZn铁氧体)生产企业采用现场制氮又有两种方式即深冷空分制氮和PSA制氮(加纯化)。
①深冷空分制氮。
这类企业建立于90年代前,建立时就有相当规模,从经济角度来看不宜采用液氮,而当时深冷空分制氮又是国内唯一的工业化制氮技术,加之资金条件能允许,故采用了深冷空分制氮。
限于当时的生产规模,制氮设备的产氮量均在200Nm3/h以下。
设备能耗高,故障率高,要定期大修。
进入90年代中期,由于新的制氮技术——PSA制氮在国内迅速发展和推广应用,它显示了许多独特的优点,故愈来愈受到中小型氮气用户的欢迎。
②PSA制氮。
PSA制氮和氮气纯化相组合制取高纯氮采用的是下面的工艺流程和设备配置:液氮贮罐是任何磁性材料企业现场制氮都必须配备的,它的作用是在设备正常维护(如空压机换油和空气净化设备的滤芯清洗或更换)时的短时停机或设备偶发故障的停机维修时保证供气的连续性的备用措施。