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液氮是怎么生产出来的?生产方法及工艺流程

2021-08-11 09:13:50

液氮从用途上也可以分为工业液氮、食品级液氮和医用液氮,其物理性质都是相同的,不同之处就是制备时液氮内含有其他杂质的数量,工业液氮会含有一些杂质而食品级几乎没有杂质,医用则更为严格,那么液氮是怎么生产出来的?下面和小编一起了解一下。

  

  一、液氮是怎么生产出来的

  

  1、液氮的生产原理

  

  液氮生产主要通过深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法。都是以空气为原料,深冷空分法主要利用液氧和液氮的沸点不同经过压缩、净化、液化精馏的原理完成制取;分子筛空法是通过变压吸附的原理;膜空分法是通过压力下氧和氮不同的渗透速率完成分离。下面具体介绍一下使用较广泛的深冷空分法的液氮生产方法。

  

  2、液氮的生产方法

  

  液态氮都是由空气分馏得到的,将空气净化后加压,在冷却的环境下进行液化,通过空气中各元素沸点不同分离氮。具体操作就是在低温条件下对空气进行加压,使空气转变为液态空气,然后蒸发,因为液态氮的沸点是-196℃,比液态氧沸点低,因此,氮气应先从液态空气中蒸发出来,然后通过收集氮气,对之降温加压,提高氮气液化的沸点,得到液氮。工业级液氮有三次压缩分离的工序制成工业级液氮,食品级液氮由三次压缩分离加上两次过滤为食品级液氮。其他的基本制备工序都是相同的。

  

  以上的方法需要通过专门的液氮分馏制备设备进行操作,需要在实验室和工业设施的辅助下安全操作,不建议私下尝试操作,容易发生危险。

 液氮

  二、液氮生产工艺流程

  

  1、过滤杂质:先将空气用空气过滤器去除灰尘和其他机械杂质。

  

  2、纯化:经空气预冷器预冷后进入切换使用的分子筛纯化器,过滤掉二氧化碳、碳氢化合物,并吸附掉水蒸气。

  

  3、降温液化:将净化后的空气放入空分冷箱,进行换热液化,将温度降低到-172℃时,进入下塔,另一部分空气经膨胀制冷送入上塔。

  

  4、分离出液氮:下塔中的空气分离为氮和富氧液体空气,这里液氮就分离完成。后续富氧液体氢气经过液体空气和液氮过冷器后进入上塔。这时候一部分液氧在液氧蒸发器中进一步精馏形成成品液氧。



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