空氣中的主要成分是氧和氮，分別以分子狀態(tài)均勻地混合在一起。通常要將它們分離出來(lái)比較困難，目前工業(yè)上主要有三種實(shí)現(xiàn)空氣分離的方法。

空氣分離的方法

1.深冷法

深冷法是先將原始空氣經(jīng)過(guò)壓縮、膨脹和降溫，直至空氣液化。然后利用氧和氮的費(fèi)電不同，沸點(diǎn)低的氮相對(duì)于氧更容易汽化，在精餾塔內(nèi)讓溫度較高的蒸氣與溫度較低的液體不斷相互接觸。低沸點(diǎn)組分氮較多的蒸發(fā)，高沸點(diǎn)組分氧較多的冷凝的原理，上升蒸氣氮含量不斷提高，下流液體中的氧含量不斷增大，從而實(shí)現(xiàn)氮氧分離。

空氣液化需要冷卻到-173℃的溫度，這種制冷方式叫深度冷凍。而利用沸點(diǎn)差將液態(tài)空氣分離為氧、氮、氬的過(guò)程稱之為精餾過(guò)程。這是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的方法。盛爾氣體設(shè)備的深冷空分裝置就是采用的這種空氣分離方法。

2. 吸附法

利用多孔性物質(zhì)分子篩對(duì)不同的氣體分子具有選擇性吸附的特點(diǎn)，對(duì)氣體分子不同組分有選擇性地進(jìn)行吸附。吸附分離法流程簡(jiǎn)單，操作運(yùn)行方便且成本較低，現(xiàn)在常見(jiàn)的有變壓吸附方式，或者真空吸附方式。

3.膜分離法

這是根據(jù)空氣中的氮?dú)夂脱鯕庠谀蓚?cè)壓差的作用下，在膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)不同而實(shí)現(xiàn)分離的。滲透率快的水蒸汽、氧氣等一些氣體先透過(guò)膜，成為富氧氣體。而滲透率較慢的氮?dú)鈩t滯留富集，成為干燥的富氮?dú)怏w，達(dá)到氧氮分離的目的。

空氣分離的基本原理

空氣分離的基本原理就是利用低溫精餾法將空氣冷凝成液體，然后按各組分蒸發(fā)溫度的不同將空氣分離。簡(jiǎn)而言之制取終端客戶使用的氮、氧，可以分為以下幾步：

空氣壓縮與過(guò)濾：大氣空氣從吸風(fēng)口吸入，經(jīng)自潔式空氣過(guò)濾器除去灰塵等機(jī)械雜質(zhì)后，被空壓機(jī)吸入 進(jìn)行壓縮。

空氣預(yù)冷和純化：經(jīng)壓縮后的原料空氣溫度較高，空氣預(yù)冷系統(tǒng)通過(guò)接觸式換熱降低空氣的溫度，同時(shí)可以洗滌其中的酸性物質(zhì)等有害雜質(zhì)。分子篩純化系統(tǒng)則進(jìn)一步除去空氣中的水分、二氧化碳、乙快等對(duì)空分設(shè)備運(yùn)行有害的物質(zhì)。空氣分離：凈化后的空氣進(jìn)入空分塔中的主換熱器，被返流氣體（產(chǎn)品氮?dú)?、廢氣）冷卻至飽和溫度，送入精餾塔底部，在塔頂部得到氮?dú)猓嚎战?jīng)節(jié)約后送入冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)，一同冷凝由精餾塔送來(lái)的部分氮?dú)猓淠蟮囊旱徊糠肿鳛榫s塔的回流液，另一部分作為液氮產(chǎn)品出空分塔。

由冷凝蒸發(fā)器出來(lái)的廢氣經(jīng)主換熱器復(fù)熱到約130K進(jìn)脹大機(jī)脹大制冷為空分塔供應(yīng)冷量，脹大后的氣體一部分作為分子篩的再生和吹冷用，然后經(jīng)消音器排入大氣。

液氮/液氧汽化和存儲(chǔ)：由空分塔出來(lái)的液氮進(jìn)液氮貯槽貯存，當(dāng)空分設(shè)備檢修時(shí)，貯槽內(nèi)的液氮進(jìn)入汽化器被加熱后，送入產(chǎn)品氮?dú)夤艿馈?/p>

現(xiàn)代空分流程特點(diǎn)

采用常溫分子篩凈化，清楚空氣中的有害物質(zhì)更有效，切換損失小，裝置設(shè)計(jì)連續(xù)運(yùn)行周期大于二年。

現(xiàn)在采用規(guī)整填料上塔替代篩板上塔，使上塔阻力大大降低（只有篩板阻力的1/4），使空壓機(jī)的排氣壓力降低，裝置運(yùn)行能耗下降5%~7%。而且空分設(shè)備的氧提取率也提高了，氧氣純度能達(dá)到99.6%甚至99.8%。

分子篩的純化系統(tǒng)采用雙層床結(jié)構(gòu)，大大延長(zhǎng)了分子篩的使用壽命和降低了床層阻力，使空分裝置運(yùn)行更加安全可靠。

控制系統(tǒng)采用DCS控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了中控、機(jī)房和就地一體化控制，可有效監(jiān)控整套空分設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程。

空分技術(shù)到如今已經(jīng)發(fā)展地越來(lái)越成熟，譬如我司就配備中央控制系統(tǒng)，能夠?qū)h(yuǎn)距離的客戶公司的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維，大大提高了客戶與我們之間的溝通效率。作為EPC生產(chǎn)廠家，我們也在不斷地進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，爭(zhēng)取為客戶帶來(lái)更高效，更智能的設(shè)備。