深冷制氮的工艺流程说明
浅谈化工生产中空分制氮的方法
浅谈化工生产中空分制氮的方法摘要：在工业领域，氮气发生器广泛应用于石油化工、天然气液化、冶金、食品、制药、电子等行业。
氮气发生器的氮气产品可用作仪表气、工业原料和制冷剂，是工业生产中必备的公用设备。
制氮机主要有三种工艺:低温空气分离、膜分离和分子筛变压吸附。
关键词：化工生产；空分制氮；方法引言氮是最常见和最便宜的惰性气体，广泛用于化学生产。
氮可以作为保护、传播、封闭等的一种保护手段、氧化、易燃、易爆和腐蚀性材料；作为传热手段，它在金属粉末热处理中发挥着不可或缺的作用；作为原料气体，用于工业生产合成氨等。
1深冷制氮的原理及工艺流程1.1深冷空分制氮原理低温细蒸馏法也称为深冷氮气的制造方法，是基于空气中氮的沸点与氧的沸点不同的原则，在此基础上，氮与氧分离。
总的来说，氮气的沸点为-196 c，低于氧气。
液体空气蒸发过程中，液氮在液氧前转化为气体。
相反，在空气液化过程中，氧气在氮气之前转化为液体。
但是，由于氮气沸点和氧气沸点之间的差异并不十分明显，因此在制备深冷氮气时往往需要进行多次蒸发和冷凝循环才能得到纯氮气。
深层冷氮气系统中蒸馏柱的层数和蒸馏效率在很大程度上决定了氮的浓度水平。
1.2深冷空分制氮工艺流程压缩机将空气加压到约0.8MPa，然后在后冷却器和预热组冷却到20℃以下，空气进入用于交换的分子筛吸附器，空气中的二氧化碳、碳氢化合物和水被吸附净化。
净化空气回来的富氧空气以饱和温度冷却到约-168℃，进入蒸馏酒底部，参与蒸馏，从蒸馏酒顶部获得高达99.99%的纯氮。
部分氮通过主换热器加热后传输到产品中，其嘴进入冷凝蒸发器，凝结成液氮。
大多数液氮以逆流液返回蒸馏酒参与蒸馏，少量液氮被送到液氮埋藏层。
液氮产量约占气态氮产量的8%。
蒸馏酒底部获得约30%的氧气，富氧液体进入冷凝蒸发器的蒸发器侧，冷凝气体氮凝结。
从冷凝蒸发器顶部提取的富氧空气大多直接进入主换热器恢复热量，从主换热器中间提取，温度-153℃进入膨胀机绝热膨胀0.03MPa，温度-183℃通过另一气流节约提供冷量。
深冷处理的工艺操作过程
深冷处理的工艺操作过程一、入炉温度1．深冷处理应在工件淬火冷却到室温后，立即进行，以免在室温停留时间过长引起奥氏体热稳定化2．冷处理温度一般-60~-80ºC，钢碳及合金元素含量（质量分数）越高，Mf越低，深冷处理温度越低二、冷却方法1．工件不直接放入保温冷却液（如酒精和干冰混合液）中，而应放入充入空气的低温箱中冷却2．对于形状复杂、尺寸较大的工件应随设备一起由室温降至处理温度以防工件开裂三、保温时间1．马氏体转变主要在连续冷却过程中，单件冷处理达到温度后，转变结束即可出炉2．装炉量多时，为保证工件心部都达到冷处理温度，故应在冷处理温度保温1~3h四、温度回升1．冷处理结束后，工件从冷处理设备中取出，在空气中回升到室温，并及时擦拭工件表面结霜，涂以防锈油2．未到室温不能进行回火，达到室温后应及时回火，以防开裂五、低温回火冷处理后的工件应在160~180ºC温度回火2h深冷处理主要是采用液态氟为冷却剂（-196摄氏度），利用气化潜热的快速冷却方式，将淬火后的模具冷至-120摄氏度以下，并保持一段时间。
深冷处理的效果主要有：残余奥氏体几乎可全部转变成马氏体；材料组织细化并可析出微细碳化物；耐磨性比未深冷处理的模具高2--7倍，比普通冷处理的模具高1--8倍。
为了防止深冷处理时产生开裂，深冷处理前须在100摄氏度热水中进行一次回火，并且深冷处理在50——60摄氏度的热水中快速升温，由于表面膨胀而收到减小应力的效果。
深冷处理可提高耐磨性外，还可作为稳定模具尺寸的一种处理方法简单地说吧，这是为了消除淬火件中的残余奥氏体。
工件在淬火的时候，奥氏体转化成马氏体，体积会膨胀，从而产生压力。
压力的存在会阻止剩余的奥氏体向马氏体转化。
因而会有一部分奥氏体不能转变，从而保存下来。
残余奥氏体的存在不仅会降低工件的强度，而且会在以后的使用中，由于受到外来应力，诱发马氏体相变，从而导致工件尺寸变化。
为了消除残余奥氏体，从理论上讲有两种方法，其一是释放应力，其二是降低温度，即所谓的冷处理。
氮气制作的工艺流程
氮气制作的工艺流程嗨，朋友们！今天我想和你们聊聊氮气制作的工艺流程。
这可不是什么枯燥的话题哦，氮气在我们的生活中可是超级重要的呢！氮气，那可是一种很神奇的气体。
在空气中，氮气占了大约78%，就像一个默默存在的大佬，虽然我们平时可能不太注意到它。
那这么多氮气，我们怎么把它单独制作出来呢？这就有好多有趣的方法啦。
我先给你们讲讲深冷空分法制作氮气吧。
想象一下，有一个超级大的工厂，里面全是各种巨大的设备，就像一个钢铁巨兽的王国。
这里面有压缩机呢，这个压缩机可厉害啦，它就像一个大力士，把空气使劲地压缩。
空气被压缩之后啊，压力变得特别大，就像被紧紧地挤在一个小盒子里一样，这时候空气的温度也会升高很多，热得像刚从烤箱里拿出来的面包。
然后呢，这股热乎的压缩空气会进入一个叫做换热器的东西里。
这个换热器就像一个超级冷却器，把热空气的热量快速带走。
空气就像坐过山车一样，一下子从热变得特别冷。
这时候啊，空气中的一些成分就开始变得不一样啦。
因为不同的气体在低温下的表现是不一样的，就像不同的人在寒冷的冬天反应不一样。
氧气、氮气这些气体开始有了不同的变化。
接下来就是分离的关键步骤啦。
经过冷却的空气会进入一个精馏塔，这个精馏塔又高又大，就像一个超级摩天大楼。
在这个塔里，氮气和氧气就像两个性格不同的小伙伴开始分开旅行啦。
氮气比较轻，它就像一个轻盈的小仙子，慢慢地往上飘，而氧气比较重，就像一个憨厚的小熊，在下面呆着。
通过这样的方式，我们就能得到比较纯净的氮气啦。
我有个朋友在这样的工厂工作，他跟我说啊，“你可别小看这个过程，这里面每一个环节都得小心翼翼的，就像照顾一个刚出生的小婴儿一样。
”他说得可太对啦。
任何一个小的差错，都可能导致氮气的纯度不够呢。
还有一种制作氮气的方法叫变压吸附法。
这个方法啊，就像是一场气体的选美比赛。
有一个装满吸附剂的容器，这个吸附剂就像一个挑剔的评委。
空气进去之后，吸附剂会对不同的气体有不同的喜好。
比如说，它对氧气和其他一些杂质气体就比较感兴趣，就像评委只关注那些长得特别漂亮或者有特殊才艺的选手一样。
深冷空分制氮
深冷空分制氮
深冷空分制氮是一项化学工艺，用于将氮从大气中分离出来，以满足工业和生活中的需要，它是最重要的原料之一。
由氮分离的主要原理是深冷空气自身的低温效应，可以将大气中的氮分解成氮分子，氮分子进入被称为氮容器的机器中，氮容器就成为分离出来的氮分子的容器，可以收集分离出来的氮分子，使其得以利用。
深冷空分制氮的工艺和技术操作要求比较高，分解氮的温度要求比较低，以-196℃为最低温度，低温的空气从压缩机中进入经过热力学冷却后的氮容器中，再在上述过程中进行慢性分解，将氮分子萃取出来以供利用。
深冷空分制氮的优点是低能耗，高效率，氮容积可达到98%以上，氮分子在水中有很好的溶解度，易于运输。
缺点是成本较高，器材复杂，操作复杂，温度要求较高。
深冷空分制氮在工业生产中的应用比较广泛，如冶金工业、化工工业、食品工业、农业和绿植养殖等。
以冶金工业为例，深冷空分制氮的氮分子具有轻温化的半岩质效应，可以使金属受热变得更加均匀，更加细腻，从而产生优良的铸件；化工工业中，深冷空分制氮可以增加反应温度，缩短反应时间，提高产品质量；食品工业中，深冷空分制氮可以将食品放入真空焊箱中，保证食品在生产、包装、储存等过程中不被污染；农业中，深冷空分制氮可以快速将肥料中的氮离子萃取出来，更有利于土壤肥力的恢复和农作物的生长发育；绿植养殖中，
深冷空分制氮可以作为一种新型的灌溉技术，有助于改善植物的生长环境，从而提高植物的产量和品质。
总之，深冷空分制氮的发展前景十分光明，它可以为许多行业和领域带来好处和便利，将节约更多的能源和精力，保护我们环境和资源，特别是在工业生产中深冷空分制氮的必要性和应用前景都非常广阔。
深冷制氮的工流程说明
深冷制氮的工艺流程说明----深冷空气分离技术深度冷冻法分离空气是将空气液化后，再利用氧、氮的沸点不同将它们分离。
即，造成气、液浓度的差异这一性质，来分离空气的一种方法。
因此必须了解气、混合物的一些基本特征：气-液相平衡时浓度间的关系：液态空气蒸发和冷凝的过程及精馏塔的精馏过程。
1. 空气的汽-液相的平衡，物质的聚集状态有气态、液态、固态。
每种聚集态内部，具有相同的物理性质和化学性质并完全均匀的部分，称为相。
空气在塔内的分离，一般情况下，物料精馏是在汽、液两相进行的。
空气中氧和氮占到99.04%，因此，可近似地把空气当作氧和氮的二元混合物。
当二元混合物为液态时，叫二元溶液。
氧、氮可以任意比例混合，构成不同浓度的气体混合物及溶液。
把氧、氮溶液置于一封闭容器中，在溶液上方也和纯物质一样会产生蒸汽，该蒸汽是由氧、氮蒸汽组成的气态的相混合物。
对于氧氮二元溶液，当达到汽液平衡时，它的饱和温度不但和压力有关，而且和氧、氮的浓度有关。
当压力为1at时，含氮为0%，2%，10%的溶液的沸点列于表1-5。
从表可知，随着溶液中低沸点组分（氮）的增加，溶液的组和温度降低，这是氧-氮二元溶液的一个重要特性。
空气中含氩0.93%，其沸点又介于氧、氮之间。
在空气分离的过程中，氩对精馏的影响较大，特别是在制取高纯氧、氮产品时，必须考虑氩的影响。
一般在较精确的计算中，又将空气看作氧-氩-氮三元混合物，其浓度为氧20.95%，氩0.93%，氮78.09%（按容积）。
三元系的汽液平衡关系，可根据实验数据表示在相平衡图上。
确定三元系的汽液平衡状态时，必须给定三个独立参数，除给定温度、压力外，需再细定一个组分浓度（气相或液相）平衡状态才能确定。
2. 压力-浓度图和温度-浓度图在工业生产中，气液平衡一般在某一不变条件下进行的。
在温度一定时可得如图1-13所示的压力-浓度的关系图（P-X图）。
图1-13是根据T=常数，绘出的氧、氮平衡系的P-X图，纵坐标为压力，横坐标取氮的液相及气相浓度（也可取氧的浓度）。
空分深冷制氮流程
空分深冷制氮流程一、什么是空分深冷制氮。
空分深冷制氮啊，简单来说就是从空气中把氮气分离出来，而且用的是深冷技术。
深冷是啥呢？就是把空气冷却到很低很低的温度哦。
空气里面有好多成分呢，像氮气、氧气、氩气之类的。
我们想要氮气，就得想办法把其他成分分开。
这个深冷制氮的过程就像是一场神奇的魔法，把空气中的各种小伙伴都分开，然后找到我们想要的氮气小宝贝。
二、制氮的前期准备。
在开始制氮之前呀，得先对空气进行预处理。
这就好比要请客人来家里做客，得先把屋子打扫干净一样。
我们要把空气中的杂质去掉，像灰尘啊、水分啊这些东西可不能让它们进到制氮的设备里。
要是有灰尘或者水分进去了，就像是在一场精密的手术里有细菌入侵一样，会搞坏设备的呢。
这时候就会用到一些过滤器之类的东西，把空气变得干干净净的。
三、深冷的关键环节。
接下来就是深冷这个超级酷的环节啦。
我们要把经过预处理的空气不断地压缩，压缩之后呢，空气就会变得很热很热，就像你拼命跑步之后身体会发烫一样。
然后再把这些热空气冷却下来，这个冷却可不是一般的冷却，是要冷却到超低温的哦。
这个超低温的环境就像是一个冰雪王国，在这个冰雪王国里，空气里的各种成分就会发生神奇的变化。
它们的沸点不一样，就像不同的小朋友跳远能力不一样。
氮气的沸点比较低，在这个低温环境下就先变成液态或者固态啦，而氧气等其他成分还保持气态呢。
四、氮气的分离与提取。
等空气在这个低温环境下有了不同的状态之后呢，我们就可以把氮气分离出来啦。
这就像是在一群小朋友里找到穿特定颜色衣服的小朋友一样。
我们用专门的设备把液态或者固态的氮气提取出来，这个过程要很小心哦，就像你小心翼翼地从盒子里拿出心爱的小玩具一样。
提取出来的氮气可能还需要进一步的处理，让它变得更加纯净。
五、制氮后的小尾巴。
把氮气提取出来之后呢，整个制氮流程还没有完全结束哦。
我们还得看看剩下的那些成分怎么处理。
不能就把它们扔在一边不管呀，毕竟它们也是从空气中来的小伙伴。
纽卓深冷空分制氮操作-概述说明以及解释
纽卓深冷空分制氮操作-概述说明以及解释1.引言1.1 概述纽卓深冷空分制氮作为一种高效、可靠的氮气生产方法，在现代工业生产中越来越受到重视。
通过利用空分设备将空气中的氮气与氧气分离，纽卓深冷空分制氮可以产生高纯度的氮气。
其主要原理是利用空分设备中的吸附剂对气体进行吸附分离，进一步经过脱附和再循环过程，实现氮气的高效制取。
本文将重点介绍纽卓深冷空分制氮的操作要点，包括设备和工艺流程的基本概念、操作规范和挑战。
首先，我们将详细阐述纽卓深冷空分制氮的原理，了解其基本工作原理和分离原理。
然后，我们将介绍纽卓深冷空分制氮所需的设备和工艺流程，探讨其具体操作方法。
最后，我们将讨论纽卓深冷空分制氮的优势和应用前景，以及操作规范对提高效率的重要性。
同时，我们也将探讨纽卓深冷空分制氮操作中可能面临的挑战，并提出相应的解决方案。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解纽卓深冷空分制氮的操作要点，掌握其基本原理和实际操作技巧。
此外，读者还将了解到纽卓深冷空分制氮在不同行业中的广泛应用和未来发展前景。
同时，通过遵循操作规范和解决操作中可能出现的挑战，企业可以提高纽卓深冷空分制氮的效率和稳定性，实现更好的经济效益和环境效益。
1.2 文章结构文章结构部分是关于本文的组织结构和各个部分的内容简介。
下面是文章结构的文段：本文将详细介绍纽卓深冷空分制氮的操作，文章结构如下：引言部分将对纽卓深冷空分制氮的概述进行说明，概括介绍该技术的背景和基本原理。
同时，本部分还会介绍文章的结构和内容安排，以便读者能够更好地理解和阅读后续的正文内容。
正文部分将分为三个主要部分来介绍纽卓深冷空分制氮的原理、设备和工艺流程、操作要点等内容。
在2.1节中，将详细解析纽卓深冷空分制氮的原理，包括其核心技术和基本工作原理。
在2.2节中，将介绍纽卓深冷空分制氮所需的设备和详细的工艺流程，以及相关的操作注意事项和维护方法。
在2.3节中，将着重强调纽卓深冷空分制氮的操作要点，说明在实际操作中需要注意的关键细节和技巧。
工业制氮气方法
工业制氮气方法
工业上常见制氮方法分为深冷空分法、分子筛空分法和膜空分法三种。
一、深冷空分法
深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，将空气压缩、净化后，再利用热交换将空气液化成液态空气，再利用液氧和液氮的不同沸点，通过对液态空气的精馏，分离得到氮气。
深冷空分制氮设备占地面积比较大，无论是基建成本、设备成本，还是运行成本都比较高，并且产气慢，安装要求高，周期比较长，深冷空分制氮机适用于大规模工业制氮。
二、分子筛空分法
又叫变压吸附法，以空气为原料，碳分子筛为吸附剂，利用变压吸附原理和碳分子筛选择性吸附氧气和氮气原理，使氮气和氧气分离。
比传统的制氮方法工艺流程要更简单、自动化程度更高、产气速度更快、能耗更低，产品纯度还可以根据用户的需要调节，越来越受到中小制氮用户的欢迎，现已成为中小型制氮用户的..方法。
三、膜空分法
也称为中空纤维膜分离法，利用氧气和氮气等不同性质的气体在一定的压力条件下，在膜内渗透率不同，将氧气和氮气分离。
比其他制氮设备结构更简单、体积更小、维护量少、产气速度更快、扩容更方便等优点，特别适用于纯度≤99.5%中小氮气用户，但当氮气纯度在98%以上时，变压吸附制氮机则更便宜更合适。
空分设备及深冷空分工艺流程
是制氮装置用来产生冷量的旋转式叶片机械，是一种用于低温条件下的气体透平。透平膨胀机按气体在叶轮中的流向分为轴流式、向心径流式和向心径轴流式；按气体在叶轮中是否继续膨胀又分为反击式和冲击式，继续膨胀为反击式，不继续膨胀为冲击式。空分设备中广泛采用单级向心径轴流反击式透平膨胀机。
深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用高，设备一次性投资多，运行成本高，产气慢，安装要求高周期长。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，在中、小规模制氮就显得不经济。在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％。
图1、变压吸附气体分离基本原理示意图
氩气和氧气的沸点接近，两者很难分离，一起在气相得到富集。因此变压吸附制氧装置通常只能获得浓度为90%~95%的氧气（氧的极限浓度为95.6%，其余为氩气），与深冷空分装置的浓度99.5%以上的氧气相比，又称富氧。
★变压吸附空分制氧装置工艺简述
从上述原理可知，变压吸附空分制氧装置的吸附床必须至少包含两个操作步骤：吸附和解吸。因此，当只有一个吸附床时，产品氧气的获得是间断的。为了连续获得产品气，通常在制氧装置中一般都设置两个以上的吸附床，并且从节能降耗和操作平稳的角度出发，另外设置一些必要的辅助步骤。
维护特点
设备结构复杂，加工精度高，维修保养技术难度大，维护保养费用高。
设备结构简单，维护保养技术难度低，维护保养费用较高。
设备结构简单，维护保养技术难度低，维护保养费用低。
土建及安装特点
占地面积大，厂房和基础要求高，工程造价高。
安装周期长，技术难度大，安装费用高。
占地面积小，厂房无特殊要求，造价低。
1、PSA工艺：加压吸附（0.2～0.6MPa）、常压解吸。投资小、设备简单，但能耗高，适用于小规模制氧的场合。
制氮工艺以及制氮原理
制氮方法与原理：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。
制氮工艺流程：变压吸附气体分离装置工作原理与工艺概述变压吸附(Pressuer Swing Adsorption，简称PSA)气体分离技术是一种利用气体不同组份对吸附剂的吸附能力不同，通过控制压力的增减实现气体分离的新技术。
深冷制氮的工艺流程说明
深冷制氮的工艺流程说明深冷空气分离技术深度冷冻法分离空气是将空气液化后，再利用氧、氮的沸点不同将它们分离。
即，造成气、液浓度的差异这一性质，来分离空气的一种方法。
因此必须了解气、混合物的一些基本特征：气-液相平衡时浓度间的关系：液态空气蒸发和冷凝的过程及精馏塔的精馏过程。
1. 空气的汽-液相的平衡，物质的聚集状态有气态、液态、固态。
每种聚集态内部，具有相同的物理性质和化学性质并完全均匀的部分，称为相。
空气在塔内的分离，一般情况下，物料精馏是在汽、液两相进行的。
空气中氧和氮占到99.04%，因此，可近似地把空气当作氧和氮的二元混合物。
当二元混合物为液态时，叫二元溶液。
氧、氮可以任意比例混合，构成不同浓度的气体混合物及溶液。
把氧、氮溶液置于一封闭容器中，在溶液上方也和纯物质一样会产生蒸汽，该蒸汽是由氧、氮蒸汽组成的气态的相混合物。
对于氧氮二元溶液，当达到汽液平衡时，它的饱和温度不但和压力有关，而且和氧、氮的浓度有关。
当压力为1at时，含氮为0%，2%，10%的溶液的沸点列于表1-5。
从表可知，随着溶液中低沸点组分（氮）的增加，溶液的组和温度降低，这是氧-氮二元溶液的一个重要特性。
空气中含氩0.93%，其沸点又介于氧、氮之间。
在空气分离的过程中，氩对精馏的影响较大，特别是在制取高纯氧、氮产品时，必须考虑氩的影响。
一般在较精确的计算中，又将空气看作氧-氩-氮三元混合物，其浓度为氧20.95%，氩0.93%，氮78.09%（按容积）。
三元系的汽液平衡关系，可根据实验数据表示在相平衡图上。
确定三元系的汽液平衡状态时，必须给定三个独立参数，除给定温度、压力外，需再细定一个组分浓度（气相或液相）平衡状态才能确定。
2. 压力-浓度图和温度-浓度图在工业生产中，气液平衡一般在某一不变条件下进行的。
在温度一定时可得如图1-13所示的压力-浓度的关系图（P-X图）。
图1-13是根据T=常数，绘出的氧、氮平衡系的P-X图，纵坐标为压力，横坐标取氮的液相及气相浓度（也可取氧的浓度）。
深冷制氮与与PSA制氮机对比
深冷制氮与与PSA制氮机对比随着工业的迅速发展，氮气在化工、电子、冶金、食品、机械等领域获得了广泛的应用，我国对氮气的需求量每年以大于8%的速度增加。
氮气的化学性质不活泼，在寻常的状态下表现为很大的惰性，不易与其他物质发生化学反应。
因此，氮气在冶金工业、电子工业、化工工业中广泛的用来作为保护气和密封气，一般保护气的纯度要求为99.99%，有的要求99.999%以上的高纯氮。
液氮是一个较方便的冷源，在食品工业、医疗事业以及畜牧业的精液贮藏等方面得到越来越普遍的应用。
在化肥工业生产合成氨时，合成氨的原料气—氢、氮混合气若用纯液氮洗涤精制，可使惰性气体的含量极微小，一氧化硫和氧的含量不超过20ppm。
纯净的氮气无法从自然界直接汲取，主要采用空气分离法。
空气分离法中包括：深冷法、变压吸附法(PSA)、膜分离法。
二、PSA制氮机的工艺流程和设备简介1、工艺流程简介空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机，压缩至所需压力，经严格的除油、除水、除尘净化处理，输出洁净的压缩空气，目的是确保吸附塔内分子筛的使用寿命。
装有碳分子筛的吸附塔共有二个，一个塔工作时，另一个塔则减压脱附。
洁净空气进入工作吸附塔，经过分子筛时氧、二氧化碳和水被其吸附，流至出口端的气体便是氮气及微量的氩和氧。
另一塔（脱附塔）使已吸附的氧气、二氧化碳和水从分子筛微孔中脱离排至大气中。
这样两塔轮流进行，完成氮氧分离，连续输出氮气。
变压吸附制取的氮气纯度为95%-99.9%，假如需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。
变压吸附制氮机输出的95%-99.9%氮气进入氮气净化设备，同时通过一流量计添加适量的氢气，在净化设备的除氧塔中氢和氮气中的微量氧进行催化反应，以除去氧然后经水冷凝器冷却，汽水分离器除水，再通过干燥器深度干燥（两个吸附干燥塔交替使用：一个吸附干燥除水，另一个加热脱附排水），得到高纯氮气，赣州川汇气体设备制造有限公司氮气纯度可达99.9995%。
深冷制氮精馏塔的工作原理
深冷制氮精馏塔的工作原理
首先呢，原料空气会被送到塔里。
这里面可都是有讲究的哟！原料空气得经过一些前期处理，像去除杂质之类的。
我觉得这部分前期处理虽然看似简单，但真的非常重要呢！要是杂质没处理好，那后面的过程可能就会受到影响啦。
然后呢，空气进入到精馏塔之后，就开始发生神奇的变化啦。
这时候温度会变得非常低，达到深冷的状态。
为什么要这么冷呢？嘿嘿，这就是关键所在啦！低温下不同的气体成分它们的物理性质会有很大的差别。
比如说氮气和氧气，它们的沸点就不一样。
在精馏塔里面，根据这些沸点的差异，就像是一场气体的“大分离”行动开始了。
氮气会在某个区域聚集起来，氧气呢又在另外的区域。
当然啦，这个过程不是一蹴而就的，它需要一定的时间和合适的条件。
有时候呢，我就想啊，要是能有一种办法让这个分离过程更快一点就好了！不过目前现有的流程也是经过多年研究和实践确定下来的，肯定有它的道理啦。
整个深冷制氮精馏塔的工作过程其实就是利用气体在深冷状态下物理性质的差异来进行氮气的制取。
刚开始接触的时候，可能会觉得好难理解呀！但是多看看、多想想，就会慢慢明白啦。
而且呢，在实际操作过程中，每个设备可能会有一些自己的小特点，这个环节可以根据实际情况自行决定怎么应对哈。
怎么样，朋友们？现在对深冷制氮精馏塔的工作原理是不是有了一点感觉了呢？希望大家都能有所收获哦！哎差点忘了说，在整个过程结束后，记得做好设备的维护保养工作呀！这可是保障设备持续正常运行的重要环节呢！如果不做好维护，下次再使用的时候可能就会出现各种小毛病呢，那就麻烦了，对吧？。
深冷制氧液氮工艺流程
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液氮深冷炉工艺
液氮深冷炉工艺
液氮深冷炉工艺：
一、安装：
1、按要求把深冷炉放到预先安装好的软垫上，检查是否正确安装；
2、在固定出风口罩头部直径规定位置用螺栓固定到深冷炉体；
3、检查液氮阀门所需要的接口试验是否靠双螺帽自拧牢；
4、把温度信号、液氮泵接口、湿度传感器接口接好；
5、把外形完善的罩头压到深冷炉体的指定部位并用螺栓一并固定好；
6、把内部的液氮冷凝罩放置好，由螺栓固定；
7、将所有连接都完成并检查所有紧固件，紧固件密封；
二、温度测试：
1、将温度传感器放入深冷炉低温室内；
2、在控制器系统调节设定的温度；
3、控制器系统应预留必要的安全泄放装置；
4、将洁净的液氮填充在被安装的液氮阀门的油缸内；
5、开启温度测试，温度应和控制器系统设置的温度一致；
三、检查和测试：
1、打开液氮阀门，将温度传感器的液氮冷气放入深冷炉内；
2、检查深冷炉内部温度和控制器系统设置的温度是否一致；
3、确保深冷炉收到液氮后不会发生随机性变化；
4、检查液氮阀门的温度，确保其低于-130℃；
5、耐久性测试，检查深冷炉的空载和负载性能；
四、其他要求：
1、深冷炉收到液氮后，应避免进入高温环境；
2、空载和负载性能是需要符合要求以确保系统性能稳定；
3、确保深冷炉空载及负载满足环境性能；
4、深冷炉必须定期检查和维护以保证其正常工作；
5、所有液氮填充要求安全，应确保液体不会蒸发或泄漏；
6、安全阀门也要按照既定标准精心调试，确保深冷炉的安全性能；。
制氮工艺和原理
制氮方法与原理：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。
制氮工艺流程：变压吸附气体分离装置工作原理与工艺概述变压吸附(Pressuer Swing Adsorption，简称PSA)气体分离技术是一种利用气体不同组份对吸附剂的吸附能力不同，通过控制压力的增减实现气体分离的新技术。
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深冷制氮的工艺流程说明----深冷空气分离技术深度冷冻法分离空气是将空气液化后，再利用氧、氮的沸点不同将它们分离。
即，造成气、液浓度的差异这一性质，来分离空气的一种方法。
因此必须了解气、混合物的一些基本特征：气-液相平衡时浓度间的关系：液态空气蒸发和冷凝的过程及精馏塔的精馏过程。
1. 空气的汽-液相的平衡，物质的聚集状态有气态、液态、固态。
每种聚集态内部，具有相同的物理性质和化学性质并完全均匀的部分，称为相。
空气在塔内的分离，一般情况下，物料精馏是在汽、液两相进行的。
空气中氧和氮占到99.04%，因此，可近似地把空气当作氧和氮的二元混合物。
当二元混合物为液态时，叫二元溶液。
氧、氮可以任意比例混合，构成不同浓度的气体混合物及溶液。
把氧、氮溶液置于一封闭容器中，在溶液上方也和纯物质一样会产生蒸汽，该蒸汽是由氧、氮蒸汽组成的气态的相混合物。
对于氧氮二元溶液当达到汽液平衡时，它的饱和温度不但和压力有关，而且和氧、氮的浓度有关。
当压力为1at时，含氮为0%，2%，10%的溶液的沸点列于表1-5。
从表可知，随着溶液中低沸点组分（氮）的增加，溶液的组和温度降低，这是氧-氮二元溶液的一个重要特性。
空气中含氩0.93%，其沸点又介于氧、氮之间。
在空气分离的过程中，氩对精馏的影响较大，特别是在制取高纯氧、氮产品时，必须考虑氩的影响。
一般在较精确的计算中，又将空气看作氧-氩-氮三元混合物，其浓度为氧20.95%，氩0.93%，氮78.09（按容积）。
三元系的汽液平衡关系，可根据实验数据表示在相平衡图上。
确定三元系的汽液平衡状态时，必须给定三个独立参数，除给定温度、压力外，需再细定一个组分浓度（气相或液相）平衡状态才能确定。
2. 压力-浓度图和温度-浓度图在工业生产中，气液平衡一般在某一不变条件下进行的。
在温度一定时可得如图1-13所示的压力-浓度的关系图（P-X图）。
图1-13是根据T=常数，绘出的氧、氮平衡系的P-X图，纵坐标为压力，横坐标取氮的液相及气相浓度（也可取氧的浓度）。
每给定一个压力就对应有一个液相及气相浓度。
分别连接不同压力下的气相浓度点及液相浓度点，则可得出图中所示的饱和蒸汽线（虚线）和饱和液体线（实线）。
其余相区如图所示。
在某一压力P1下，与液、汽饱和线的交点分别为点1（X1）和点2（y2），又因为PN20>PO20根据康诺瓦罗夫定律，氮组分在气相中的浓度要大于在液相中的浓度y2>x1。
一般蒸发（冷凝）过程是在等压下进行的，所以用T-X图来研究这一过程更为方便。
在等压下，氧、氮的气液平衡图见图1-14。
每经定一个温度，就对应有一个液相及气相浓度。
把不同温度下对应的气相浓度点和液相浓度点连接起来，可得饱和蒸汽线（虚线）和饱和液体线（实线）。
这两条曲线把图分为三个区域：液相区、气相区及两相区。
由图1-14可知，纯组分时的沸点TN20PO20在某一温度T1下，根据康诺瓦罗夫定律可知，y2>x1。
同时，还可以看出，当浓度为x1时溶液的沸点是T1，即不等于TO20，也不等于TN20而是介于两者之间。
对于不同压力，可得不同的氧、氮平衡曲线（见图1-15）图中压力P3>P2>P1，压力越高，饱和液体线和饱和蒸汽线之间的距离越窄，也就是说高压下气-液间浓度差变小，而在低压下浓度差加大。
在相同的液相浓度X0下，可以看出y1>y2>y3。
气液相浓度差越大，表示氧气分离越容易，因此在低压下，分离空气是比较有利的，因为可以大大减少精馏塔板的数量。
3. 汽液平衡浓度图（y-x图）在一定压力下，取二元溶液中低沸点组分（氮）的浓度xN2为横坐标，与其平衡的气相中氮浓度yN2为纵坐标，构成的图叫y-x图（见图1-16）在y-x图中P3>P2>P1。
当压力愈低时，等压线离y=x的对角钱就愈远，表示组分在汽液中相的浓度差愈大，混合物分离就愈容易。
当压力一定时，由于采用低沸点组分为坐标的，气在气相中的浓度大于液相中的浓度，所以等压线均在对角线（y=x线）以上，并为向上凸起曲线。
如以高沸点组分氧为浓度坐标时则相反。
用y-x图了解气液平衡时气液相浓度的关系非常清楚和方便，所以在二元溶液精馏过程中，分析塔板上气液浓度变化时常要用到该图。
4. 焓-浓度图在空气分离技术中，很多情况下是研究过程的热现象，因此通常采用焓-浓度图（h-x 图）来进行研究就显得比较方便。
由给定的压力、温度和成分，再根据热焓的计算式，求出与给定成分相对应的饱和汽相和饱和液相的热焓值，并将所得的点1\\、2\\…和1\、2\、…连接起来，则可得饱和蒸汽线（虚线）和饱和液体线（实线）、然后再借助给定压力下的T-x图，求出在两相区的等温线（见图1-17）。
在h-x图上，当xN2=0.xN1=1时，饱和蒸汽线和饱和液体线之间的距离，分别为液氧的汽化潜热ro2和液氮的汽化潜热rN2。
当压力改变时，因为各组分的饱和蒸汽和饱和液体的热焓随压力而变化，所以饱和蒸汽线和饱和液体线的位置就不同，压力越高，这两条曲线越向上移。
H-x图的用途很广，除用来作精馏计算外，还可以用该图求得氧氮混合物的潜热、液体节流后的汽化率及汽液相浓度。
深冷制氮装置由以下几部分组成：1、空气压缩与输送系统：包括一台处理气量为50万Nm3/h的自洁式空气过滤器；一台由4万KW蒸汽透平驱动的空气压缩机和空气增压机及其附属设备。
2、空气预冷系统：包括一台处理气量30万Nm3／h的空气冷却塔、水冷却塔、氨蒸发器及附属系统。
3、空气净化系统：包括两台分子筛吸附器和两台蒸汽加热器。
4、空气分馏塔：包括一台主精馏塔；一台辅助冷凝蒸发器；一组低压板式换热器；一组高压板式换热器；一组过冷器；两台粗氩塔；一台精氩塔；一台带增压机的膨胀机；六台工艺低温液体泵。
5、低温液体贮存系统：包括两台200m3平底贮槽；两台100m3真空贮槽；一台高压事故氮泵（低温液体泵）；一台水浴式气化器；一台高压氧气充瓶泵（往复式低温液体泵）；一台空浴式高压汽化器；一套24头充瓶架；两台充车泵。
6、仪表空气压缩贮存系统：包括一台气量为40Nm3/h螺杆空气压缩机，一台150 m3的仪表空气储罐，两台干燥器。
二、流程简述本空分设备采用分子筛吸附预净化、增压透平膨胀机、全填料精馏（下塔筛板）及双泵内压缩工艺。
1、空气过滤和压缩空气首先进入自洁式空气吸入过滤器，在其中除去灰尘和其它固体杂质后进入主空压机，经多级压缩后进入空冷塔，压缩机级间的热量被中间冷却器中的冷却水带走。
2、空气的冷却空气在进入分子筛吸附器前先在空冷塔中冷却并洗涤。
进入空冷塔上部的冷冻水，首先在水冷塔中利用干燥的出分馏塔污氮气和氮气进行冷却，然后再进入空冷塔上部冷却空气。
空冷塔下部采用全厂循环水供水系统的循环水对空气进行初步冷却。
3、空气的净化空气净化系统由两台分子筛吸附器和两台双管板蒸汽加热器组成，分子筛吸附器吸附空气中的水份、二氧化碳和一些碳氢化合物。
两台分子筛吸附器一台工作，另一台再生。
再生气的加热由蒸汽在蒸汽加热器中完成。
4、空气的精馏出吸附器的空气分为两股，一股直接进入主换热器冷却后进入下塔；另一股通过空气增压机进一步压缩，并经增压机后冷却器冷却后送入冷箱经高压主换热器冷却变为液体后节流进入下塔。
膨胀空气自空气增压机中部抽出，首先经过膨胀机增压端的压缩及后冷却器的冷却，再进入主换热器冷却，经膨胀机膨胀后进入下塔。
下塔中的上升气体通过与回流液体接触含氮量增加，在塔顶得到纯氮气。
塔顶所需的回流液氮来自下塔顶部的冷凝蒸发器，在这里氧得到蒸发，而氮得到冷凝。
下流的液体与上升的蒸汽接触含氧量增加，在塔底得到富氧液空。
下塔各液体馏分经过冷、节流后分别送入上塔不同部位进一步分离，并在上塔顶部得到纯氮气，底部得到液氧。
4、1下塔从上到下产生以下产品：•纯液氮•纯氮气•污液氮•～22%O2的贫液空•～38%O2的富氧液空下塔各产品去向如下：①富氧液空经过冷器过冷节流后：•一部分进入上塔，作为其回流液，•另一部分进入粗氩塔冷凝器被汽化后送入上塔②贫液空•大部分进入上塔，作为其回流液。
•一部分进入精氩塔冷凝器被汽化后送入上塔，③污液氮•自下塔中上部抽出，去上塔中上部④纯液氮：•大部分纯液氮在过冷器中过冷后送入上塔顶部作回流液。
•少部分纯液氮作为产品抽出。
•部分纯液氮在液氮泵中被压缩至所需压力。
然后送到高压换热器中通过与高压空气进行热交换而得到高压氮气。
⑤纯氮气：•部分纯氮气经主换热器复热作为产品抽出。
4、2在上塔从上到下产生以下产品：•顶部产生纯氮气•上部产生污氮气•中部抽取氩馏份•底部产生液氧上塔各产品去向如下：①纯氮气从上塔顶部抽出后经过冷器和主换热器复热至设计温度出冷箱；②污氮气从上塔上部抽出后经过冷器和主换热器复热至设计温度出冷箱；③氩馏份从上塔中部抽出,经粗氩塔精馏在顶部产生工艺氩；④液氧从上塔底部抽出。
•在液氧泵中被压缩至所需压力。
然后送到高压换热器中通过与高压空气进行热交换而得到高压氧气。
•需要时部分液氧可作为产品送出冷箱4、3在粗氩塔顶部产生工艺氩。
4、4在精氩塔底部产生纯液氩。
5、产品的分布气氧回路气氧以所需压力5.1MPa（G）直接从冷箱输出。
气氮回路低压气氮上塔低压气出冷箱后送到水冷塔对水进行冷却。
压力气氮下塔压力氮气出冷箱后送出界区。
（0.5 MPa（G））高压氮气下塔顶部液氮由液氮泵加压，经高压板式汽化复热送出液氩从精氩塔底部抽出去贮槽。
污氮回路一股污氮用于分子筛吸附器的再生, 另一股送到水冷塔对水进行冷却，还有一小部分进入冷箱，对冷箱充气。
仪表及解冻用的干燥空气空分设备仪表及解冻（处于正常工作状态）用的干燥空气从分子筛吸附器的出口抽出后送至仪表空气网络。
液体排放从冷箱排出的所有低温液体汇集后送至喷射蒸发器与蒸汽混合蒸发后排入大气。
排气设备的排气先送至各消音器再排入大气。