工业制氧原理及流程
制氧工作原理

制氧工作原理
制氧是一种将空气中的氧气含量提高到更高浓度的过程,其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 空气进气:首先,从外部环境中将空气引入制氧设备中。
通常情况下,空气中的氧气含量约为21%,而制氧设备的目标是将氧气浓度提高到90%或更高。
2. 过滤:引入设备后,空气会经过过滤器进行初步处理,去除其中的尘土、杂质等物质,以保证氧气的纯度。
3. 压缩:经过过滤后的空气会被压缩至较高的压力。
压缩空气的好处是可以减小体积,使后续的处理更为高效。
4. 冷却:压缩后的空气会通过冷却装置进行冷却,以降低气体温度。
这一步骤有助于氧气的分离和更高浓度的提取。
5. 分离:冷却后的空气会经过分离装置,利用分子筛或膜等材料,将其中的氧气和其他气体(如氮气等)进行分离。
不同气体的分子大小和亲和力等特性使得其在分离装置中表现出不同的透过性,进而实现氧气的提取。
6. 浓缩:分离后的氧气会被进一步浓缩,以提高其浓度。
这一步骤通常采用冷凝或吸附等方法,使氧气的含量超过90%。
7. 净化:最后,经过浓缩处理的氧气可能仍含有极少量的杂质或水分,因此需要进行净化,以确保氧气的纯度和质量。
常用
的净化方法包括吸附剂的使用、再次过滤等。
制氧的工作原理基于空气中不同气体的分离性质,通过一系列的物理和化学过程,从空气中提取和浓缩氧气,获得高浓度的制氧产品。
制氧被广泛应用于医疗、工业和科研等领域,为人们提供了重要的氧气资源。
工业上制取氧气的方法

工业上制取氧气的方法
工业上制取氧气的方法主要有以下几种:
1. 分离空气法:利用低温分离空气中的氮气和氧气。
首先通过压缩空气,然后将压缩空气经过冷却与液化处理,使氮气与氧气分离,最后通过精炼等工艺,得到高纯度的氧气。
2. 制氧机法:利用分子筛吸附原理,将空气中的氮气与其他杂质吸附下来,只保留氧气通过。
制氧机有压缩空气与吸附式、压力摆动吸附式、真空吸附式等类型,可以根据需要选择适合的制氧机型号。
3. 电解水法:通过电解水(H2O)分解水分子,将氢气(H2)与氧气(O2)分离,从而得到纯净的氧气。
这种方法需要使用电解槽,通过电流将水分子分解成氢氧,然后通过分离装置将氢气和氧气分离。
4. 化学反应法:将一定比例的氧化剂与还原剂反应,使氧化剂释放出氧气。
比如利用高温下的氧化铝(Al2O3)与还原剂反应,得到氧气。
这种方法适用于特殊工艺中,需要高温条件下制取氧气的场合。
需要根据具体的工业需求和条件选择合适的制取氧气的方法。
工业制氧方法和原理

工业制氧方法和原理
1. 工业制氧方法
工业制氧是指将原料中氧元素的含量增加到规定的标准,或提高
某些气体的氧含量及活性,以便用于各种工业应用,氧可以通过吸收、结晶或电弧等多种方法来制备。
工业制氧的核心是提高氧的纯度及分
析的准确性,分析准确性越高越好,可以在氧含量、非氧气体等分析
中获得更高的精度。
2. 工业制氧原理
工业制氧原理涉及到氧含量提升的方法,其中常用的方法有催化
裂解法和逆流裂解法。
这两种方法均需要温度控制,常用温度在300℃左右。
催化裂解技术的原理是,在催化剂上催化剂分解氧气,使氧能
够被剥离出来,从而达到工业收纯氧的目的;逆流分解原理也一样,
也需要原料气体经反应方网孔管、陶瓷隔板、除氢催化剂等分解,使
氧被分离出来。
优点是逆流裂解是一种理论更加简单,反应更加容易
控制,只需要控制气体进入反应塔的速度就可以达到收纯氧的目的。
3 最新技术
随着技术的发展,工业制氧技术已经有了较大的进步,如低压制
氧技术的出现,彻底改变了传统的制氧原理,原理是用低压空气经过
低压处理和低温分离等,从而实现纯氧的制氧,技术已经成熟,具有
投资较少,收纯度高,能源消耗低,可靠性高,运行费用低等优点,已经逐渐取代了高压制氧技术。
4 总结
工业制氧是工业生产领域中一种重要的氧气提取方法,主要是将原料中氧元素的含量增加到规定的标准,也可以增加某些气体的氧含量和活性。
目前工业制氧技术主要有催化裂解法和逆流裂解法,随着技术的发展,低压制氧技术已经取代了高压制氧技术,从而满足了工业的需求。
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。
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。
制氧机工作原理是什么

制氧机工作原理是什么制氧机工作原理是什么_使用方法制氧机制氧是属于物理制氧,而氧气瓶或者工业使用的氧气一般是化学制氧,化学制氧是通过化学反应来制造氧气,以下是小编整理的制氧机工作原理是什么,希望可以提供给大家进行参考和借鉴。
制氧机工作原理是什么用分子筛物理吸附和解吸技术。
制氧机内装填分子筛,在加压时可将空气中氮气吸附,剩余的未被吸收的氧气被收集起来,经过净化处理后即成为高纯度的氧气。
分子筛在减压时将所吸附的氮气排放回环境空气中,在下一次加压时又可以吸附氮气并制取氧气,整个过程为周期性地动态循环过程,分子筛并不消耗。
市面上有多种家用制氧机,由于制氧的原理不同,各家用制氧机的使用特点也就不同。
家用制氧机制氧原理有:1、分子筛原理;2、高分子富氧膜原理;3、电解水原理;4、化学反应制氧原理。
而分子筛制氧机是唯一成熟的,具有国际标准和国家标准的制氧机。
制氧机吸氧浓度多少合适制氧机吸氧浓度应该控制在93%左右,这种浓度最为合适。
制氧机通过空气中含氧量高的空气分离出来氧气,因此产生的氧气浓度比空气中的氧气浓度要高。
一般情况下,制氧机的吸氧浓度可以调节,但是在医疗用途中,为了避免氧气中的其他成分对身体产生影响,一般选择93%的吸氧浓度。
这样可以使得身体吸收到足够的氧气,达到最佳的治疗效果。
需要注意的是,在使用制氧机吸氧时,要定期检查设备是否正常,同时要避免机器长时间运行,以免对身体产生不必要的影响。
此外,吸氧浓度过高也会对身体造成危害,因此在使用制氧机的时候要进行严格的浓度控制。
家用制氧机的使用方法1、首先将制氧机转移到床边,或者其它有插座的位置,方便插电使用,一般来说现在很多制氧机都带有滚轮,使用和转移都非常方便;2、取出湿化杯和吸氧管进行消毒(初次使用的吸氧管或湿化杯如有异味,可用白醋与温水1:3比例配置的溶液浸泡30分钟,然后清水洗净晾干即可);3、根据湿化杯的水位刻度标记进行加水,加水量不要超过水位刻度标记。
制氧工艺流程
制氧工艺流程制氧是指通过物理或化学方法从空气中分离出纯氧的过程。
纯氧广泛应用于医疗、工业、冶金等领域,因此制氧工艺流程显得尤为重要。
下面将详细介绍制氧的工艺流程。
1. 空气的净化制氧的第一步是对空气进行净化。
空气中含有大量的杂质,如水蒸汽、二氧化碳、氮气等。
这些杂质会影响到制氧的质量和效率。
因此,需要通过过滤、冷凝、吸附等方法将空气中的杂质去除,以保证后续制氧过程的顺利进行。
2. 空气的压缩经过净化的空气需要进行压缩,将其压缩成液态或高压气体。
压缩空气可以提高氧气的浓度和密度,有利于后续的分离过程。
常见的压缩方法包括活塞式压缩机、螺杆式压缩机等。
3. 空气的分离压缩后的空气需要进行分离,将其中的氧气和氮气等成分分离出来。
常见的分离方法包括分子筛吸附法、冷凝法、膜分离法等。
这些方法可以根据气体的物理性质和化学性质进行选择,以实现高效的氧气分离。
4. 氧气的纯化分离出的氧气还需要进行进一步的纯化处理,以提高其纯度。
通常采用的方法包括液态分馏、压力摩尔吸附、膜分离等。
这些方法可以将氧气中的杂质去除,使其达到医用或工业用氧气的纯度标准。
5. 氧气的储存和输送经过纯化处理的氧气需要进行储存和输送。
通常采用的储存方式包括液氧储罐、气态储氧罐等。
而输送方式则包括管道输送、气瓶输送等。
这些方法可以保证氧气的安全储存和高效输送,满足不同领域的需求。
6. 氧气的利用最后一步是氧气的利用。
经过上述工艺流程处理的氧气可以广泛应用于医疗、工业、冶金等领域。
在医疗领域,氧气可用于治疗呼吸系统疾病;在工业领域,氧气可用于金属切割、焊接等工艺;在冶金领域,氧气可用于炼钢、炼铁等过程。
综上所述,制氧工艺流程包括空气的净化、压缩、分离、纯化、储存和输送以及利用等多个环节。
每个环节都至关重要,只有严格按照工艺流程进行操作,才能确保制氧的质量和效率。
制氧工艺的不断改进和创新,将有助于提高氧气的生产能力和质量,满足社会各个领域对氧气的需求。
制氧工作原理
制氧工作原理制氧是指通过一定的技术手段将空气中的氧气分离出来,以供人们使用的过程。
制氧工作原理是基于气体分子的物理特性和分子间相互作用力的差异。
下面将详细介绍制氧的工作原理。
一、制氧工作原理的基础——气体分子的物理特性气体分子是由许多微小的粒子组成的,它们之间存在着相互作用力。
在空气中,主要有氧气、氮气、二氧化碳等气体分子。
这些气体分子的特性决定了它们在制氧过程中的行为。
气体分子的运动是无规则的,它们自由移动并碰撞。
气体分子的速度与温度成正比,温度越高,气体分子的速度越快。
气体分子之间的相互作用力主要有两种:吸引力和排斥力。
吸引力使气体分子之间相互靠近,而排斥力使气体分子之间相互排斥。
二、制氧工作原理的实现——分子间相互作用力的差异制氧的关键是通过分子间相互作用力的差异来实现氧气的分离。
常见的制氧技术有压缩吸附法、膜分离法和分子筛吸附法等。
1. 压缩吸附法压缩吸附法是利用气体分子在不同压力下的吸附特性来实现氧气的分离。
通常使用一种吸附剂,如分子筛或活性炭,将气体分子吸附在表面上。
当气体通过吸附剂时,氧气和其他气体分子会因为吸附特性的差异而被分离出来。
通过改变压力来控制吸附和解吸的过程,可以实现氧气的分离。
2. 膜分离法膜分离法是利用气体分子在膜上传输的差异来实现氧气的分离。
膜通常是由聚合物或陶瓷材料制成的,具有一定的孔隙结构。
气体分子在膜上传输时,由于分子大小、极性和亲疏水性的不同,会导致氧气和其他气体分子的传输速率不同。
通过调节膜的材料和结构,可以实现氧气的选择性传输和分离。
3. 分子筛吸附法分子筛吸附法是利用气体分子在分子筛上的吸附特性来实现氧气的分离。
分子筛是一种具有高度孔隙结构的晶体,能够选择性地吸附和释放气体分子。
通过调节分子筛的孔径和化学组成,可以实现氧气和其他气体分子的分离。
三、制氧工作原理的应用——氧气的提取和纯化制氧工作原理的应用主要体现在氧气的提取和纯化过程中。
制氧设备通常包括气源、气体分离装置、气体纯化装置和气体储存装置等组成部分。
制氧工艺流程
制氧工艺流程
《制氧工艺流程》
制氧工艺是一种通过物理或化学方法将空气中的氧气分离出来的过程。
制氧工艺通常用于医疗、工业和科研领域,以满足氧气的需求。
在这个工艺中,空气中的氧气被分离出来,纯化并压缩成气态氧供应给用户。
制氧工艺的流程包括以下几个步骤:
1. 空气压缩:首先,采用空气压缩机将大气中的空气压缩成高压气体。
这样可以增加氧气分离的效率,并减少后续处理的能耗。
2. 空气冷凝:经过压缩的空气会通过冷凝器冷却并冷凝成液体。
在这个步骤中,大部分水蒸气和杂质会被凝结和去除掉,提高氧气的纯度。
3. 分离氧气:接下来,冷凝后的空气会进入分离氧气的设备。
制氧工艺中常用的分离方法有分子筛吸附法、膜分离法、压力摩擦法等。
这些方法可以根据不同的需求和环境选用,以确保分离出高纯度的氧气。
4. 压缩氧气:分离出的氧气会通过压缩机进行压缩,供应给用户。
在工业应用中,通常会将压缩的氧气存储在气体罐中,以备随时使用。
5. 氧气纯化:最后,通过吸附剂或其他纯化设备进一步净化氧气,确保氧气的质量达到要求的标准。
各个步骤的流程和设备在制氧工艺中各有不同,但总的来说,制氧工艺流程的目标是使得空气中的氧气得以分离并提供给用户,确保其纯度和质量。
通过这些流程,制氧工艺可以生产出符合标准的氧气产品,满足不同行业和用户的需求。
碳酸钠制氧
碳酸钠制氧简介碳酸钠是一种重要的化学物质,在工业生产和日常生活中有广泛的应用。
其中之一就是在制氧过程中的应用。
本文将详细介绍碳酸钠制氧的原理、过程以及其在工业中的应用。
原理碳酸钠制氧是一种通过热分解碱金属碳酸盐来制取氧气的方法。
碳酸钠(Na2CO3)是一种含氧碳酸盐,在高温下可分解为碳酸盐和氧气。
其化学方程式如下: 2 Na2CO3 -> 2 Na2O + 3 CO2 + O2过程碳酸钠制氧的过程通常分为以下几个步骤:1. 原料准备将适量的碳酸钠固体准备好,并放入制氧设备中。
2. 加热启动制氧设备,加热碳酸钠。
通常使用电加热或火炬加热的方式,将碳酸钠加热到高温。
3. 热分解在高温下,碳酸钠分解为碱金属氧化物、二氧化碳和氧气。
其中氧气是我们所需的产物。
4. 收集氧气将生成的氧气进行收集。
通常使用收集瓶或气球等容器进行收集。
工业应用碳酸钠制氧在工业上有广泛的应用。
以下是一些主要的应用领域:1. 化学工业在化学工业生产中,氧气是一种重要的气体。
碳酸钠制氧可以提供高纯度的氧气,用于化学反应、燃烧和氧化等反应过程。
2. 钢铁冶炼在钢铁冶炼过程中,氧气可以用作燃烧剂,提供高温燃烧环境。
碳酸钠制氧可以提供所需的氧气,并稳定冶炼过程。
3. 医疗行业在医疗行业中,氧气是一种常用的药剂,用于呼吸支持和医疗治疗。
碳酸钠制氧可以提供医疗所需的高纯度氧气。
4. 水处理在水处理过程中,氧气可以用于氧化和消毒等工艺。
碳酸钠制氧可以提供所需的氧气,用于水处理过程中的化学反应。
优势和局限性碳酸钠制氧具有以下优势: - 简单、经济 - 高纯度氧气产物 - 应用领域广泛然而,碳酸钠制氧也存在一定的局限性: - 高温加热能耗较高 - 需要处理过程中产生的二氧化碳等副产物结论碳酸钠制氧是一种重要的化学过程,在工业生产和日常生活中具有广泛应用。
通过对碳酸钠的加热分解,可以获得高纯度的氧气。
碳酸钠制氧在化学工业、钢铁冶炼、医疗行业和水处理等领域具有重要作用。
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1 / 21 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 2 / 21
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 3 / 21
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。 4 / 21
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(AlexandervonHumboldt)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。18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: 5 / 21
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 6 / 21
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: