空气分离的几种主要技术
空气分离的几种方法
绪 论一、空气分离的几种方法1、 低温法（经典，传统的空气分离方法）压缩 膨胀低温法的核心2、 吸附法：利用固体吸附剂（分子筛、活性炭、硅胶、铝胶）对气体混合物中某些特定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。
特点：投资省、上马快、生产能力低、纯度低（93%左右）、切换周期短、对阀的要求或寿命影响大。
3、 膜分离法：利用有机聚合膜对气体混合物的渗透选择性。
2O 穿透膜的速度比2N 快约4-5倍，但这种分离方法生产能力更低，纯度低（氧气纯度约25%~35%）二、学习的基本内容1、 低温技术的热力学基础——工程热力学：主要有热力学第一、第二定律；传热学：以蒸发、沸腾、冷凝机理为主；流体力学：伯努利方程、连续性方程；2、 获得低温的方法绝热节流相变制冷等熵膨胀3、 溶液的热力学基础拉乌尔定律、康诺瓦罗夫定律（1、2 ，空分的核心、精馏的核心）4、 低温工质的一些性质：（空气 、O 、N 、Ar ）5、 液化循环（一次节流、克劳特、法兰德、卡皮查循环等）6、 气体分离（结合设备）三、空分的应用领域1、 钢铁：还原法炼铁或熔融法炼铁（喷煤富氧鼓风技术）；2、 煤气化：城市能源供应的趋势、煤气化能源联合发电；3、 化工：大化肥、大化工企业，电工、玻璃行业作保护气；4、 造纸：漂白剂；5、 国防工业：氢氧发动机、火箭燃料；6、 机械工业；四、空分的发展趋势○ 现代工业——大型、超大型规模；○ 大化工——煤带油：以煤为原料生产甲醇；○ 污水处理：富氧曝气；○ 二次采油；第一章 空分工艺流程的组成一、工艺流程的组织我国从1953年，在哈氧第一台制氧机，目前出现的全低压制氧机，这期间经历了几代变革：第一代：高低压循环，氨预冷，氮气透平膨胀，吸收法除杂质；第二代：石头蓄冷除杂质，空气透平膨胀低压循环；第三代：可逆式换热器；第四代：分子筛纯化；第五代：，规整填料，增压透平膨胀机的低压循环；第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩；○全低压工艺流程：只生产气体产品，基本上不产液体产品；○内压缩流程：化工类：5~8MPa ：临界状态以上，超临界；钢铁类：3.0 MPa ，临界状态以下；二、各部分的功用 净化系统 压缩 冷却 纯化 分馏 （制冷系统，换热系统，精馏系统）液体：贮存及汽化系统；气体：压送系统；○净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质；○压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力；（热力学第二定律）○预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济，增加了制冷循环，减轻 了换热器的工作负担，使产品的冷量得到充分的利用；○纯化：防爆、提纯；吸附能力及吸附顺序为：2222CO H C O H >>；○精馏：空气分离换热系统：实现能量传递，提高经济性，低温操作条件；制冷系统：①维持冷量平衡 ②液化空气膨胀机 h W ∆+方法节流阀 h ∆膨胀机制冷量效率高：膨胀功W ；冷损：跑冷损失 Q1复热不足冷损 Q2生产液体产品带走的冷量Q3321Q Q Q Q ++≥第一节 净化系统一、除尘方法：1、 惯性力除尘：气流进行剧烈的方向改变，借助尘粒本身的惯性作用分离；2、 过滤除尘：空分中最常用的方法；3、 离心力除尘：旋转机械上产生离心力；4、 洗涤除尘：5、 电除尘：二、空分设备对除尘的要求对0.1m μ以下的粒子不作太多要求，因过滤网眼太小，阻力大；对0.1m μ以上的粒子要100%的除去；三、过滤除尘的两种过滤方式1、内部过滤：松散的滤料装在框架上，尘粒在过滤层内部被捕集；2、表面过滤：用滤布或滤纸等较薄的滤料，将尘粒黏附在表面上的尘粒层作为过滤层，进行尘粒的捕集；自洁式过滤器：1m μ以上99.9%以上；阻力大于1.5KPa 。
空气分离技术
空气分离技术一、引言空气分离技术是一项重要的工业技术，它能将空气中的氧气、氮气、氩气等成分进行分离，以满足不同行业的需求。
本文将介绍空气分离技术的原理、应用领域以及发展前景。
二、空气分离技术的原理空气分离技术是基于空气中不同组分的物理特性进行分离的方法。
空气主要由氮气、氧气和少量的稀有气体组成，它们的分子量和沸点存在一定差异。
利用这些差异，可以通过吸附、压缩、冷却等方法将氮气、氧气等成分分离出来。
常用的空气分离技术包括压力摩擦吸附法、膜分离法和冷凝分离法等。
其中，压力摩擦吸附法是利用吸附剂对不同组分的选择性吸附来实现分离。
膜分离法则是通过不同气体在膜材料上的扩散速率差异实现分离。
而冷凝分离法则是通过气体的沸点差异，通过冷却使气体凝结成液体，再进行分离。
三、空气分离技术的应用领域空气分离技术在许多领域都有广泛的应用。
首先，空气分离技术是工业制氧的重要手段。
通过空气分离技术可以将空气中的氧气分离出来，广泛应用于冶金、化工、医药等行业。
其次，空气分离技术还可以用于生产氮气和稀有气体。
氮气广泛应用于食品保鲜、化工反应、电子制造等领域，而稀有气体如氩气则用于焊接、气体放电等工艺。
此外，空气分离技术还可以用于空分设备中的气体液化和制取。
四、空气分离技术的发展前景随着工业的发展和技术的进步，空气分离技术也在不断创新和发展。
目前，研究人员正在探索更高效、更节能的空气分离技术，以满足不同行业对氧气、氮气等气体的需求。
例如，一些新型的膜材料和吸附剂正在被开发，以提高分离效率和降低能耗。
此外，随着新能源的兴起，空气分离技术在氢能源领域也有广阔的应用前景。
空气中的氢气可以通过空气分离技术得到，从而推动氢能源的发展。
总结空气分离技术是一项重要的工业技术，它通过利用空气中不同组分的物理特性实现分离。
这项技术在工业制氧、氮气生产、稀有气体制取等领域有广泛应用，并且在不断创新和发展。
未来，随着技术的进步和需求的增长，空气分离技术将有更广阔的应用前景。
空气分离最常见的方法有哪几种
空气分离最常见的方法有哪几种
现在工业生产中采用的空气分离方法有几种？专业生产空压机配件厂家告诉您：
(1)深度冷冻法：先将空气液化，然后利用氧、氮沸点的差异，在一定的设备中(精馏塔)，通过精馏过程，使氧、氮分离，此法在大型空分装置中最为经济。
并能生产纯度很高的氧氮产品。
(2)变压吸附法：变压吸附法制氧或氮是在常温下进行的。
其机理有二条：一是利用沸石分子筛对氮的吸附亲和力高于氧的吸附亲和力，以此分离氧和氮；二是利用氧在分子筛微孔中的扩散速度大于氮的扩散速度。
在远离平衡条件下分离氧、氮。
目前，采用变压吸附法制取氧或氮的装置，其容量和产品的纯度都受到一定的限制。
例如用该法制氧的装置，容量一般还不能超过4000Nm3／H，纯度超不过95％；制氮的装置，容量一般在2000Nm3／H以下，纯度低于99.5％。
(3)膜分离法：
利用高分子聚合薄膜的渗透选择性，将空气中的氧、氮组分分离的方法称为膜分离法．用该法生产氧或氮的装置，容量和纯度也都有一定的局限，一般主要用来生产800Nm3／h以下，，纯度低于99．5％的氮气产品。
深圳卓力维空压机配件生产商，对空压机配件研究已小有成就：
更多相关空压机相关资讯请点击：。
空气分离原理
空气分离原理
空气分离原理是指将空气中的氧气、氮气和其他气体分离出来的过程。
空气主要由氮气（约占78%）和氧气（约占21%）
以及少量的水蒸气、氩气、二氧化碳等组成。
空气分离的方法有多种，常见的包括压力摩擦吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）、膜分离和气体液化等技术。
以下是其中两种常见的空气分离原理：
1. 压力摩擦吸附技术（PSA）：该技术利用吸附剂对气体分子
的吸附选择性来实现分离。
通常情况下，吸附剂对氮气的亲和力较强，因此当空气通入吸附塔时，氮气会被吸附在吸附剂表面，而氧气等其他气体则通过吸附剂层，得到分离。
然后，在降低吸附塔的压力或提高吸附塔温度的条件下，吸附剂释放出吸附的氮气，以再生吸附剂，实现气体的分离和提纯。
2. 气体液化技术：该技术利用气体的不同沸点来实现分离。
根据不同气体的沸点特性，通过降低空气温度使其达到沸点以下，将氧气等易液化气体液化收集，而将剩余的氮气通过分流器排出。
这一方法主要应用于工业氧气和工业氮气的生产中，因为在常温下氧气的沸点较低，而氮气的沸点较高，利用这一特性可实现它们的分离。
综上所述，空气分离原理主要包括压力摩擦吸附技术和气体液化技术。
这些技术能够根据气体的物理化学性质实现对氧气、氮气等气体的有效分离和提纯，为空气分离行业提供了重要的技术基础。
压缩空气和粉尘分离方法
压缩空气和粉尘分离方法
1. 筛选分离，通过筛网或者过滤器将粉尘从空气中分离出来。
这种方法适用于粒径较大的粉尘，通常用于预处理。
2. 离心分离，利用离心力将空气中的粉尘颗粒分离出来。
这种方法适用于粒径较小的粉尘，通过离心分离可以高效地去除细小的颗粒。
3. 惯性分离，在气流中引入弯曲或者扭曲的通道，利用惯性使粉尘颗粒沉积在通道内壁上，从而实现分离。
4. 滤芯分离，利用滤芯的表面或深层过滤介质将粉尘颗粒截留在滤芯上，而干净的空气则通过滤芯流出。
这种方法常用于高效过滤要求的场合。
5. 静电除尘，通过静电场作用，将粉尘颗粒带电并吸附在带有相反电荷的收集板上，从而实现分离。
在实际工程中，通常会根据空气中粉尘颗粒的性质、浓度以及压缩空气系统的要求，综合运用以上方法进行粉尘分离。
此外，还
可以结合多种方法，如预处理后再进行深度过滤，以确保压缩空气的清洁度和设备的安全运行。
值得注意的是，不同的分离方法在运行成本、维护难度和分离效率等方面也会有所不同，因此在选择合适的分离方法时需要进行全面的考虑和评估。
空气分离的原理
空气分离的原理
空气分离的原理是利用空气中不同气体的物理性质和化学性质的差异，通过一系列的物理方法、化学方法或者物理化学方法将空气中的气体分离出来。
空气中主要包含氮气、氧气、氩气和其他少量的气体成分。
下面介绍几种常见的空气分离方法：
1. 稀释法：根据各种气体的沸点和沸点的升降顺序，将空气进行逐渐稀释，再通过冷凝和蒸发等方法，分离出不同沸点的气体。
这种方法主要应用于空气中气体含量较低的场合，如制取高纯度气体。
2. 压缩-膨胀法：将空气先经过压缩，然后通过减压膨胀，根据不同气体的压缩系数和膨胀系数的差异，使气体分离出来。
这种方法常用于制取液态空气。
3. 冷凝法：利用空气中不同气体的沸点差异，通过控制温度使其中某些气体冷凝成液体，然后通过蒸发等方法将液体气体分离出来。
这种方法主要用于制取液态氧气。
4. 吸附法：利用吸附材料对空气中的气体有选择性地吸附，再通过改变温度或者压力，将吸附气体从吸附剂上解吸出来。
这种方法适用于制取高纯度气体和分离混合气体成分。
以上是几种常见的空气分离方法，通过这些方法可以将空气中的不同气体分离出来，从而得到单一气体或者高纯度气体。
这些分离气体的应用广泛，涉及到制药、工业、医疗等领域。
1 空气分离的方法可分为低和非低两种
1 空气分离的方法可分为低和非低两种，其中非低空气分离方法包括吸附、膜分离、化学分离法。
由于目前在大规模制取氧、氮气液产品，尤其是高纯度产品方面低分离法具有无法取代的竞争优势，而且只有低分离法才具有可同时生产氩等稀有气体产品的能力，故低法在空气分离的工业应用中占据非常重要的地位。
变压吸附法是20世纪50年代末才开发成功的，由于其独有的灵活方便、投资少、能耗低的优点，近年来变压吸附空分富氧技术在中小规模富氧应用领域得到越来越多的应用。
膜分离空分是80年代国外兴起的高新技术，属高分子材料科学，它是21世纪十大新科技产业之一。
该技术虽起步晚，但发展较快2中国深冷空分设备的现状空分之家-- ----空分操作和管理人员的园地.全球工业气体市场由七大跨国气体公司所垄断。
2001年各公司市场占有率分别为AL（法国液化空气公司）占18％，BOC14％，Praxair（普莱克斯）130％，ap（美国气体化工产品有限公司）11％，Linde/AGA （德国林德公司）10％，日本酸素（NSC）5％，Messer（梅塞尔）4％，其它25％。
经过几十年的发展，我国空气分离设备制造业已形成杭州杭氧股份有限公司、四川空分设备（集团）有限公司、开封空分集团有限公司三足鼎立局面。
另外，法液空、林德等跨国公司在中国建立了合资或独资空分设备制造企业，给中国空分设备制造企业发展增添了新的力量。
2004年年末，杭氧与德国梅塞尔集团签署了联合促销与发展协议，使我国空分设备制造有望挑战世界垄断市场。
空分设备制造领域，国内企业与国外先进水平至少有十年的差距。
大型空分设备，还是跨国气体公司占优势。
中国经济迅猛发展，钢铁、石化、化工更是超常规发展，工业气体的增速为12％～15％。
为此引进了100多套大型空分设备，宝钢还引进了72000m3/h的空分设备。
而国内企业所获订单甚少，杭氧设计制造的52000m3/h空分设备，代表了国内最高水平。
3空气低分离工艺?空气低分离利用多塔低精馏工艺从压缩空气中制取高纯度的氧、氮、氩产品。
浅析空气分离方法和工艺流程的选择
浅析空气分离方法和工艺流程的选择巫小元;崔仁鲜;化国【摘要】介绍了变压吸附分离、膜分离和低温分离三种空气分离技术的原理和流程。
并对三种分离技术的工艺流程特点进行了对比分析。
在实际应用中，应根据空分装置规模大小和产品特点，选择最优化的空分工艺流程。
%The article introduces three kinds of air separation technology:PSA air separation, membrane air separation and cryogenic air separation. The flow characteristics of three kinds of separation techniques are compared and analyzed. Ac-cording to the size of air separation devices and product characteristics, the optimal process and flow is chosen.【期刊名称】《低温与特气》【年(卷),期】2016(034)003【总页数】5页(P1-5)【关键词】空分;变压吸附分离;膜分离;低温分离;内压缩;外压缩【作者】巫小元;崔仁鲜;化国【作者单位】中国昆仑工程公司，北京100037;中国昆仑工程公司，北京100037;中国昆仑工程公司，北京100037【正文语种】中文【中图分类】TB657.7·综述评论·空气分离是根据空气中各组分物理性质的不同，采用变压吸附、膜分离或低温分离等方法，从空气中分离出氧气、氮气，或同时提取氩气、氦气等稀有气体的过程。
近年来，随着我国国民经济的高速发展，不同规模的空分设备广泛运用于钢铁冶金、电子、化工、煤化工、航空航天和油气开采等行业，空分设备也具有较为广阔的发展前景。
作为工程设计人员，要掌握空分装置的不同工艺和流程的特点，设计时，能够根据用户所需产品产量和品质要求，准确分析其工况特性，为用户选择合理的空分工艺和流程。
从空气中分离出氧气与氮气方法
从空气中分离出氧气与氮气方法
空气中的氧气与氮气是两种主要组成成分，它们的分离可以通过以下
几种方法实现：
1.常压蒸馏法
常压蒸馏法是将液态空气逐渐升温，利用气体的沸点差异将氮气与氧
气分离。
空气蒸发后生成气体，经过冷凝器冷却后，液体会分为不同组分。
由于氮气的沸点较低，所以在冷凝器顶部收集到的是氮气。
而留在冷凝器
底部的液体则是富含氧气的。
2.连续液化法
连续液化法是将空气首先通过多级冷凝器进行冷却，使其逐渐液化。
随着冷却的进行，空气中的氮气首先液化，通过收集器收集起来；而液体
中富含的氧气则不断地延续至冷凝器的最后一个级，并通过收集器收集。
3.分子筛吸附法
分子筛吸附法是通过分子筛这种特殊的材料来分离氧气与氮气。
分子
筛具有特定的孔径大小，可以选择性地吸附分子大小不同的气体。
当空气
通过分子筛时，氧气分子的尺寸稍小于氮气分子，因此会更容易地被分子
筛吸附走，而氮气则通过分子筛逃脱。
4.分子扇法
分子扇法是将空气经过分子扇，利用空气分子在电场中的运动规律来
分离氧气与氮气。
在电场中，氮气和氧气分子的运动速度不同，因此可以
按照速度进行分离。
以上方法是目前常用的分离氧气与氮气的方法，每种方法都有自己的优缺点，具体应根据不同情况进行选择。
空气分离操作的知识问答
空气分离操作的知识问答1、空气分离有哪几种方法？答：现在工业生产中采用的空气分离方法有三种：(1)深度冷冻法：先将空气液化，然后利用氧、氮沸点的差异，在一定的设备中(精馏塔)，通过精馏过程，使氧、氮分离，此法在大型空分装置中最为经济。
并能生产纯度很高的氧氮产品。
(2)变压吸附法：变压吸附法制氧或氮是在常温下进行的。
其机理有二条：一是利用沸石分子筛对氮的吸附亲和力高于氧的吸附亲和力，以此分离氧和氮；二是利用氧在分子筛微孔中的扩散速度大于氮的扩散速度。
在远离平衡条件下分离氧、氮。
(3)膜分离法：利用高分子聚合薄膜的渗透选择性，将空气中的氧、氮组分分离的方法称为膜分离法．用该法生产氧或氮的装置，容量和纯度也都有一定的局限，一般主要用来生产800Nm3／h以下，纯度低于99.5％的氮气产品。
2、氧气有什么用途？答：氧气是地球上一切生命有机体赖以生存的物质，它的化学性质非常活泼，很容易与其他物质化合生成氧化物。
利用这一物质，氧在冶金、化工、国防工业等部门都得到广泛的应用。
在甲醇合成的生产中，氧气与煤浆进行部分氧化反应，可生产出有效的原料气：氢气、一氧化碳。
3、氮有什么用途？答：(1) 氮的分子结构十分稳定，通常很难同其它物质发生化学反应，表现出很大的惰性，所以工业上常用它来作为保护气。
(2) 充氮气贮藏水果、蔬菜是一种先进的贮藏保鲜方法，它使水果、蔬菜在高氮低氧的环境中减缓新陈代谢，并进入冬眠状态，抑制后熟，从而长期保鲜。
(3)“真空充氮”，贮藏大米及其它粮食，可使粮食不蛀虫、不发热、不霉变。
(4)氮是植物生长的重要养分之一，空气中的氮很难被：随物直接吸收，人们一般通过生产合成氨，然后以氨为原料，生产备种能够被植物吸收的氮肥，如尿素。
4、氩气有什么用途？答：氩是一种惰性元素，在空气中的容积百分率为0.93％。
其用途广泛，例如：氩气常作为保护气体用于铝、铝合金、不锈钢的焊接；用于半导体材料和稀有金属的精炼；用于制造点弧灯；用“氩一氧炼钢法”可以获得超低碳不锈钢等等。
气体的分离与收集实验
气体的分离与收集实验在我们日常生活中，常常会涉及到气体的分离与收集。
无论是在化学实验室中进行气体实验，还是在工业生产中需要对气体进行分离和收集，这些操作都是非常重要的。
本文将探讨一些常见的气体分离与收集实验方法。
一、溶解度差异法溶解度差异法是一种常用的气体分离方法。
这种方法的原理是利用不同气体在液体中的溶解度不同，通过溶解度的差异将气体分离出来。
例如，我们可以用水或其他溶液将混合气体中的某种气体溶解，而其他气体则不溶解。
然后通过冷却或者加压的方法将其中一个溶液中的气体从液体中释放出来，从而实现气体的分离与收集。
二、摩尔分数差异法摩尔分数差异法是一种基于气体摩尔分数差异的分离方法。
实验中，我们可以通过调整温度和压力来改变气体的摩尔分数，从而实现气体的分离与收集。
例如，对于一个由两种气体组成的混合气体，如果其中一种气体的摩尔分数较大，我们可以通过降低温度或增加压力来使摩尔分数较大的气体凝结或液化，而另一种气体则仍然以气体的形态存在。
通过这种方式，我们可以将两种气体分离出来。
三、活性吸附法活性吸附法是指利用吸附剂对气体进行吸附分离的方法。
在实验中，我们常常使用活性炭作为吸附剂。
活性炭的表面具有较大的比表面积，因此可以吸附大量的气体分子。
通过调整活性炭的温度、压力和气体浓度等条件，可以实现对不同气体的吸附分离。
例如，在空气中，我们可以使用活性炭将其中的氧气吸附出来，从而得到其他气体，例如氮气或二氧化碳。
四、膜分离法膜分离法是一种基于气体分子大小差异的分离方法。
在实验中，我们常常使用多孔膜或非多孔膜来实现对气体的分离。
多孔膜具有一定的孔隙大小，可以通过选择不同孔隙大小的膜来分离不同大小的气体分子。
非多孔膜则是通过选择适当的渗透膜来实现对气体的分离。
膜分离法具有结构简单、操作方便等优点，在工业生产中已经得到了广泛的应用。
综上所述，气体的分离与收集实验是化学、工业等领域中常见的操作。
通过使用不同的分离方法，我们可以有效地对气体进行分离和收集，满足实验和生产的需要。
制氧 空分
制氧空分
制氧通常指的是工业上通过空气分离（空分）过程来生产氧气的过程。
空气分离是一种物理分离过程，利用空气中各组分的沸点不同的原理来分离氧气、氮气和其他气体。
空分设备的核心是空气分离单元（ASU），其中最常用的技术是液化空气法和分子筛吸附法。
1. 液化空气法：
这种方法首先将空气压缩并冷却至其液化点，通常在-196°C左右。
液态空气在低
温和高压下分离成液氮和液氧。
由于液氮的沸点低于液氧，通过蒸发液态空气，先蒸发的是液氮，留下的是液氧。
这个过程称为蒸馏。
蒸馏后的液氧被收集并蒸发至气态，以供使用。
2. 分子筛吸附法：
这种方法使用一种特殊的分子筛材料，如沸石，来分离氧气和氮气。
分子筛能够选
择性地吸附氮气分子，因为氧气的分子较小，能够通过分子筛的孔隙。
在吸附周期结束后，通过加热分子筛来释放吸附的氮气，然后重新吸附氧气。
制氧过程产生的氧气可以用于多种工业应用，包括钢铁制造、金属加工、玻璃生产、化学品合成、医疗用途以及作为火箭燃料的氧化剂等。
在操作空分设备时，安全是首要考虑的因素，因为氧气是一种高度活泼的气体，能够支持燃烧和加速腐蚀。
因此，空分装置通常需要安装在远离易燃易爆物质的地方，并且需要配备严格的安全措施。
气体分离的工作原理
气体分离的工作原理气体分离是指通过物理或化学方法将混合气体中的不同成分进行分离和提纯的过程。
不同的气体分离方法适用于不同的气体成分和应用场景。
本文将介绍几种常见的气体分离工作原理。
一、膜分离法膜分离法是一种基于气体分子大小差异的分离技术。
通过选择性渗透膜，将混合气体分子按照其大小进行分离。
常见的膜分离方法包括气体渗透膜、纳米孔隙膜和选择性溶剂吸附膜等。
在气体渗透膜中，较小分子将更容易通过膜，从而实现气体的分离。
二、吸附分离法吸附分离法是利用吸附材料对气体成分的选择性吸附特性进行分离。
吸附剂通常是由多孔性材料制成，表面具有高比表面积和可调控的吸附能力。
气体在经过吸附剂时，不同成分的吸附量不同，从而实现气体分离。
吸附分离常用于空气分离、氢气提纯和甲烷脱附等领域。
三、蒸馏分离法蒸馏分离法是一种利用气体成分的沸点差异进行分离的方法。
混合气体通过升温，使不同成分的沸点达到蒸发温度，然后在冷凝器中冷却，分离出不同沸点的气体。
蒸馏分离广泛应用于石油化工和化学工程领域。
四、催化分解法催化分解法利用催化剂对气体分子进行化学反应，将混合气体中的某一成分转化为其他物质，达到分离的目的。
常见的催化分解过程包括氧化、还原和裂解等。
催化分解法在氢气制备、氨合成和一氧化碳转换等反应中得到广泛应用。
五、气体凝聚法气体凝聚法是利用不同气体的凝聚点差异进行分离的方法。
通过调节温度和压力条件，使其中某一成分达到液态或固态状态，然后采取相应的分离操作，如冷凝、冷冻或吸附等。
气体凝聚法常用于甲烷液化、气体提纯和液空分离等过程。
综上所述，气体分离的工作原理包括膜分离法、吸附分离法、蒸馏分离法、催化分解法和气体凝聚法等。
这些方法根据不同气体成分的特性和需求场景的不同而选择。
通过合理应用这些气体分离技术，可以实现高效、经济和环保的气体分离过程。
空气分离技术
空气分离技术空气分离技术是一种广泛应用于化工、能源、环保等领域的重要技术。
它通过物理或化学方法，将空气中的氧气、氮气、稀有气体等组分进行分离，使其得到纯度较高的气体产品。
本文将从空气分离技术的原理、应用和发展前景等方面进行探讨。
空气分离技术的原理主要基于气体的物理性质差异。
根据不同气体的沸点、相对分子质量等特性，可以采用低温分馏、压力摩擦等方法进行分离。
其中，低温分馏是最常见的分离方法之一。
通过将空气冷却至液态，然后逐渐升温，就可以分离出液氧、液氮等不同组分。
此外，膜分离、吸附分离、膨胀分离等技术也被广泛应用于空气分离过程中。
空气分离技术在各个领域具有重要的应用价值。
首先，在化工领域，空气分离技术可以用于制取工业气体，如氧气、氮气、氩气等。
这些工业气体在石油炼制、化学工艺、金属加工等过程中起着重要的作用。
空气分离技术在过去几十年中得到了快速发展，取得了显著的成果。
首先，分离效率得到了大幅提高。
随着新材料、新工艺的应用，空气分离设备的分离效率得到了显著提高，产品纯度也得到了大幅度提升。
其次，设备结构得到了优化。
原来的空气分离设备体积庞大、能耗高，而现在的设备体积小巧、能耗较低，便于安装和运行。
再次，新的分离技术不断涌现。
随着科技的进步，新的分离技术如膜分离、吸附分离等不断涌现，使得空气分离技术的应用更加广泛。
最后，空气分离技术的成本逐渐降低。
随着技术的成熟和市场的竞争，空气分离设备的生产成本不断降低，使得其在各个领域的应用更加普及。
展望未来，空气分离技术还有许多发展空间。
首先，随着能源需求的不断增加，空气分离技术将在能源领域发挥更重要的作用。
例如，将空气分离技术与氢能源技术相结合，可以制取高纯度的氢气，用于燃料电池等领域。
其次，随着环境污染问题的日益突出，空气分离技术在环保领域的应用也将持续增加。
例如，利用空气分离技术处理工业废气，减少对大气的污染。
此外，随着人们对健康的重视，空气净化设备的需求也将不断增加，空气分离技术在医疗领域的应用也将得到进一步拓展。
空分原理
空分原理绪论一、空气分离的几种方法：先将空气→压缩→膨胀→液化然后在精馏塔内利用氧、氮沸点的不同，用精馏方法分离是两个过程：液化和精馏是深冷和精馏的统一上塔主要是分离，下塔是液化和初步分离特点：产量大，纯度高缺点：能耗大，设备投资大2、吸附法：利用固体吸附剂对气体混合物种某些组分吸附能力的差异进行的。
（1）、变压吸附制氧，用pu-8型分子筛（2）、变压吸附制氮专用分子筛工艺特点：优点：方便，能耗小，投资小，只是再生时才有能量损耗缺点：产量小，纯度不够，易损件多O2目前能做到8000Nm3/h，纯度95%，N299.9%3、薄膜渗透法：利用有机聚合膜的渗透选择性从流体混合物中使特定组分分离的方法。
主要用来制氮。
特点：同变压吸附法基本相同，不同的是基本没有能耗。
二、学习的基本内容1、热力学第一、第二定律、传热机理、流体力学2、获得低温的方法（1）相变制冷、（2）、等熵膨胀（3）、绝热节流3、溶液热力学基础：拉乌尔定理、康诺瓦罗夫定理4、低温工质的一些物性5、液化循环6、气体分离三、空分的应用领域1、钢铁，1t钢50-60Nm3O22、能源，城市煤气化3、化工领域，化肥、电子、玻璃4、造纸，Ca2ClO35、国防工业火箭研究、太空研究6、机械行业焊接、切割Ar：不锈钢、保护气Ke：发光材料、灯泡绝缘玻璃四、发展趋势（1）大型、超大型（2）四大启动：煤化工、煤化工联合循环发电、液化天然气接受站、还原法炼铁（1t铁500-600Nm3O2）煤化工：包括煤代油：甲醇混合燃料85%甲醇、15%汽油煤制油：煤直接制油C+H=CnHm 代表shell炉煤间接制油：水煤气C+H2O=高温高压→CO+H2→德士古炉→甲醇液化天然气接受站主要回收冷量。
（3）、二次采油：产量下降用挤海绵的方法向油井注氮气（4）、托卡马克装置（人造太阳），受控热核聚变空分装置最大的是南非索萨尔的11.388万方/h制氮装置理论上和实际上能做到18万方/h，目前国内最大的是杭氧的6万方/h，在杭州还有一个液空杭州，是独资企业，给加拿大做了一套10万方第一章空分工艺流程的组成分馏塔系统分为：制冷、换热、精馏；预冷系统分为氨水冷和冷气机组仪控和电控系统贯穿整个系统。
气体分离技术的研究及其工业应用
气体分离技术的研究及其工业应用气体分离技术是指一种将混合气体中的不同成分分离出来的技术。
它在化工、制药、食品、冶金等众多行业中起着重要作用。
本文将介绍气体分离技术的四种主要方法，以及它们在工业应用中的具体案例。
1. 膜分离技术膜分离技术是一种基于膜的分离技术，它通常使用有选择性的膜，由于不同的气体分子大小和形状不一样，能够通过膜的气体分子和不能通过膜的气体分子会被分离。
该技术具有简便、低能耗、易于操作等优点，适用于低压气体混合物的分离。
工业应用案例：由于空气中含有大量的氧气和氮气，制氧厂可以通过膜分离技术分离出氧气供医疗、工业等领域使用。
2. 吸附分离技术吸附分离技术是利用吸附剂对气体吸附特性差异进行分离的一种技术。
吸附剂具有高选择性，可以吸附特定成分的气体分子。
通过控制温度和压力等参数，可以控制吸附剂吸附和脱附气体的过程，从而实现分离。
工业应用案例：石油化工行业利用吸附分离技术分离出天然气中的重烃、硫化氢等有害成分。
同时，该技术还被用于CO2捕集和H2的纯化等方面。
3. 膜渗透技术膜渗透技术是利用膜的渗透作用，将压力高的气体从膜的高压侧迁移到膜的低压侧，达到分离不同气体的目的。
膜透过率和选择性决定了膜分离效果。
工业应用案例：由于空气中富含水蒸汽和二氧化碳等成分，膜渗透技术被应用于制备超纯氧气，要求制氧纯度高，低氮，低水分和低CO2。
同时，该技术还被用于二氧化碳分离和乙烯气体分离等方面。
4. 压力摩擦热分离技术压力摩擦热分离技术是一种利用高压气体流的膨胀和减压过程中释放的压力摩擦热与工质进行分离的技术。
该技术利用气体在局部膨胀和流动时会出现热效应进行分离。
该技术具有体积小、制备简单等优点。
工业应用案例：工业合成氨中需要分离出氢气和氮气，利用压力摩擦热分离技术可以分离出纯化的氢气。
总结：气体分离技术目前已经广泛应用于化工、制药、食品、冶金等多个行业。
通过不同的分离技术，可以将混合气体中的不同成分分离出来，为工业加工和使用提供了便利。
空分工艺流程简述
空分工艺流程简述
空分工艺是一种利用空气中的氧气和氮气进行分离的过程，其主要技术是低温制氧工艺。
其流程一般包括以下几个步骤：
1. 压缩：将空气经过多级压缩，使其压力达到一定范围，以便后续的分离处理。
2. 制冷：采用制冷机组将压缩后的空气冷却到低温，这样可以使空气中的水分、二氧化碳、氩等杂质尽可能地冷凝和分离出来。
3. 脱水：通过脱水器，将冷凝得到的水分和可溶性气体从空气中分离出来。
4. 吸附：利用吸附剂将包括氮气、氧气等在内的气体分离开，取出纯氧气或纯氮气。
5. 稳定：通过特殊的处理，使产生的纯氮气或纯氧气达到所需的纯度和流量，并稳定输出。
6. 除尘：最后，对输出的气体进行除尘处理，以满足使用要求。
空气分离方法
空气分离有哪几种方法空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在。
分子是保持它原有性质的最小颗粒，直径的数量级在10-8cm，而分子的数目非常多，并巨不停地在作无规则运动，因此，空气中的氧、氮等分子是均匀地相互搀混在，起的，要将它们分离开是较困难的。
目前主要有3种分离方法。
(1)低温法先将空气通过压缩、膨胀降温.直至空气液化，再利用氧、氮的气化温度(沸点)不同(在大气压力下，氧的沸点为90K ,氮的沸点为77K）.沸点低的氮相对于氧要容易气化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触，液体中的氮较多地蒸发，气体中的氧较多地冷凝.使上升蒸气中的含氮量不断提高，下流液体中的含氧量不断增大，以此实现将空气分离。
要将空气液化，需将空气冷却到100K以下的温度，这种制冷叫深度冷冻;而利用沸点差将液空分离的过程叫精馏过程.低温法实现空气分离是深冷与精馏的组合，是目前应用最为)一泛的空气分离方法(2)吸附法它是让空气通过充填有某种多孔性物质一分于筛的吸附塔，利用分子筛对不同的分子具有选择性吸附的特点，有的分子筛(如5A ，I 3X等)对氮具有较强的吸附性能，让氧分子通过，因而可得到纯度较高的氧气;有的分子筛(碳分子筛等)对氧具有较强的吸附性能，让氮分子通过，因而可得到纯度较高的氮气。
由于吸附剂的吸附容量有限、当吸附某种分子达到饱和时，就没有继续吸附的能力，需要将被吸附的物质驱赶掉，才能恢复吸附的能力。
这一过程叫“再生”。
因此，为了保证连续供气，需要有两个以上的吸附塔交替使用。
再生的方法可采用加热提高温度的方法(TSA)，或降低压力的方法((PSA ) 。
这种方法流程简单，操作方便，运行成本较低，但要获得高纯度的产品较为因难，产品氧纯度在9 3 %左右。
并且，它只适宜于容量不太大〔小于4000m3/h)的分离装置。
（3)膜分离法它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜(0. lμm)或中空纤维膜时，氧气的穿透过薄膜的速度约为氮的4一5倍，从而实现氧、氮的分离‘这种方法装置简单，操作方便，启动快，投资少，但富氧浓度一般适宜在28一3S肠,规模也只宜中、小型，所以只适用于富氧燃烧和庆疗保健等方面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
空气分离的几种主要技术变压吸附（PSA）空气分离技术自世界上第一套变压吸附制氧设备用于废水处理出现来，PSA工艺得到了迅猛的发展，相继用于提取氢气、氦气、氩气、甲烷、氧气、二氧化碳、氮气、干燥空气等应用中。
与此同时，各种吸附剂品种和性能也得到显著的提高。
随着吸附剂性能和品种不断提高，新的纯化分离技术被用于优化的吸附工艺。
变压吸附制氧工艺经历了超大气压常压解吸流程到穿透大气压真空解吸流程。
吸附床数量也有数床转化到双床直至单床。
使流程更实用经济。
1.变压吸附工艺一般包括以下四个步骤：（1）原料空气通过吸附床的入口端，在高吸附压力下选择吸附氮气（根据生产气而定），而未被吸附的产品（氧）从吸附床的另一端释放出来。
（2）吸附床泄压到较低的解吸压力，解吸出来的氮气从吸附床的进料端排出。
（3）通过引入吹除气进一步解吸被吸附的氮气。
（4）吸附床重新增压到较高的吸附压力。
在一个周期内按照上述顺序重复操作并随后按需补入原料气即可继续得到产品气。
2.VPSA双床制氧工艺过程简介, 双床VPSA制氧工艺流程简图1 -12所示。
系统包括一台空气增压机，内装高效吸附能力的合成氟石分子筛，切换阀门一套，真空泵一台，富氧缓冲罐一台以及计算机控制系统。
该装置在一个循环周期内大致经历（1）吸附床以某一中间压力增压到高的吸附压力。
（2）在较高吸附压力条件下，从吸附床进料端引入原料空气并从吸附床出口端流出很少被吸附的富氧产品气。
（3）顺放（或均压）用吸附床产品端释放出来的气体对系统中的另一初始压力较低的吸附床充压至某一中间压力。
（4）逆流泄压到较低的解吸压力，吸附床内废气从原料进口端释放出来。
（5）接着，吸附床被均压到前面所说的某一中间压力，均压气流经吸附床产品端，它来于系统中另一初始压力较高的吸附床。
1进口过滤器2空气压气机3冷却器4真空泵5、6吸附床7储气罐8备用液态氧9氧压机10负载跟踪装置11计算机控制和分析装置12远程控制中心图1-12双床流程简图此外，在每只吸附床的相同部位对床层内温度进行监测，以便跟踪每个床内的温度曲线。
根据吸附床内变化的温度曲线来调节非平衡系统中每个吸附床的气量。
将吸附床内温度波动范围限定在系统正常平稳工作状态下的温度波动范围内，从而提高变压吸附设备性能。
3. 国外PSA空气分离技术装置的发展趋势, 1960年美国C.W.S karsuvm首先获得了PSA分子筛制氧的专利权，接着英、德、日等国相继进行了大量的试验研究工作。
1970年美国UCC公司（联碳公司）首先实现了工业化，并且在PSA技术的开发及应用方面长期处于领先位置。
PSA分离技术得到了迅速发展。
主要表现在（1）装置逐年增长，（2）能耗逐年下降，（3）规模向大型化发展。
八十年代PSA空分装置以中、小型为主产量从的医用0.1Nm3/h 制氧装置到工业用产量为1500Nm3/h的制氧装置。
进入九十年代，日本三菱重工制成世界上最大的PSA制氧装置，其产量为8 650Nm3/h。
近年来PSA技术在我国发展也很迅速，国内已有多家单位生产的PSA氮气纯度达到99.99%，如果加上后节处理其纯度可达9 9.999%以上。
制氧的PSA技术其氧气纯度也可达到93%。
由于PSA空分，结构简单，操作、维护方便，成本低未来发展前景看好。
1.6.2 空气膜分离技术膜分离技术是八十年代国外新兴的高科技技术，属高分子材料科学，虽然起步较晚但发展迅速。
国内的开发和应用技术也在迅速的发展。
例如用于水处理的水膜己经在污水处理、海水淡化、纯净水提取等领域广泛应用；用于空气分离的气膜也已在空气中富氧、浓氮、天然气的分离、氢的回收等领域应用。
本节只对空气分离膜作一简介。
1.气体膜分离机理，膜法气体分离的基本原理是根据混合气体中各组分在压力的推动下透过膜的递速率不同，从而达到分离目的。
对不同结构的膜，气体通过膜的传递扩散方式不同，因而分离机理也各异。
目前常见气体通过膜的分离机理有两种：气体通过多孔膜的微孔扩散机理；气体通过非多孔膜的溶解—扩散机理。
（1）微孔扩散机理，多孔介质中气体传递机理它使分子扩散、粘性流动、努森扩散及表面扩散等。
由于多孔介质孔径及内孔表面性质的差异使得气体分子与多孔介质之间的相互作用程度有所不同，从而表现出不同的传递特征。
为了获得对混合气体分离的良好效果，要求混合气体通过多孔膜的传递过程应以分子流为主。
因此，分离过程尽可能满足下列条件：①多孔膜的微孔孔径必须小于混合气体中各组分的平均自由程，一般要求多发孔膜的孔径在（50～300）×10-10m；②混合气体的温度应足够高，压力应尽可能低。
高温、低压都可提高气体分子的平均自由程，同时还可避免表面流动和吸对现象产生。
表1-4说明了在不同的操作条件下气体透过多孔膜的情况。
（2）溶解-扩散机理，气体通过非多孔膜的传递过程一般用溶解-扩散机理来描述，此机理假设气体透过膜的过程由下列三步组成：①气体在膜的上游侧表面吸附溶解，是吸着过程；②吸附溶解在膜上游侧表面的气体在浓度差的推动下扩散透过膜，是扩散过程；③膜下游侧表面气体解吸，是解吸过程。
一般来说，气体在膜表面吸着和解吸过程都能较快地达到平衡，而气体在膜内的渗透扩散较慢，是气体透过膜的速率控制步骤。
由此可见，溶解-扩散过程是随着深解气体的聚合浓度的不断增加，在聚合膜中气体扩散对总扩散的贡献也就越大。
膜分离技术的核心是膜，膜的性能主要取决于膜材料及成膜工艺。
就目前气体膜分离技术的发展而言，膜组件及装置的研究己日趋完善，而膜的发展仍有相当大的潜力。
2. 气体膜分离的发展趋势及我国今后的发展对策, 气体膜分离是一种高效且经济性的方法，是90年代的关键分离技术之一，深受人们的重视。
1994年度的欧洲膜学会杰出贡献奖被授予德国GKSS公司的Votker Nitsche博士，以表彰他在气体膜分离和环境保护方面的巨大贡献。
膜技术与PSA等过程如何耦合等问题，德国、日本也在近期内相继提出了天然气处理，二氧化碳回收等问题引起了人们的兴趣和开发研究。
目前，我国的气体膜分离方面研究大多集中在中科院和一些高等院校等单位。
研究内容偏重于膜材料和膜，对组件、装置及过程优化等方面的研究较少。
因此，加强对于膜过程和其它过程相结合的集成工艺，实行跨学科、跨行业的合作的研究，将为促使我国的气体膜分离技术发展更为迅速1.6.3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。
表1-5溶液组成与沸点的关系示在相平衡图上。
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氧、氮P-X图图1-14氧、氮T-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P N20>P O20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T N20 <T O20，所以在温度一定时，氮的饱和压力大于氧的饱和压力，即P N20>P O20在某一温度T1下，根据康诺瓦罗夫定律可知，y2>x 1。
同时，还可以看出，当浓度为x1时溶液的沸点是T1，即不等于T O20，也不等于T N20而是介于两者之间。
图1-15不同压力下氧、氮T—x图图1-16氧、氮混合物的y-x图对于不同压力，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x N2为横坐标，与其平衡的气相中氮浓度y N2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。