氮气是一种非常重要的气体,它的应用广泛。食品的储存和运输需要用到大量的氮气,来防止食物变质;另一方面,由于氮气的良好性质,在焊接、机械设备和油田开采中有着重要的应用价值。可以说,氮气的用途很广泛,几乎处处可见。
氮气(N2)是一种无色、无味、无臭的惰性气体,密度为1.2506kg/m3,熔点为-209.86℃,沸点为-195.8摄氏度,稍溶于水和乙醇,化学性质不活跃,在一个大气压下的冷却和冷冻整个过程中吸收的总能量为382kJ/kg。人在氮气中作业时,应该防止窒息致死。
氮气纯化方法
加氢除氧法
在催化剂作用下,普氮中残余氧和加入的氢发生化学反应生成水,其反应式:2H2+O2=2H2O,再通过后级干燥除去水份,而获得下列主要成份的高纯氮:N2≥99.999 %,O2≤5×10-6,H2≤1500×10,H2O≤10.7×10。制氮成本在0.5元/m^3左右。
加氢除氧、除氢法
此法分三级,第i一级加氢除氧,第二级除氢,第三级除水,获得下列组成的高纯氮:N2≥99.999%,O2≤5×10,H2≤5×10,H2O≤10.7×10。制氮成本在0.6元/m3左右。
碳脱氧法
在碳载型催化剂作用下(在一定温度下),普氮中之残氧和催化剂本身提供的碳发生反应,生成CO2。反应式:C+O2=CO2。再经过后级除CO2和H2O获得下列组成的高纯氮气:N2≥99.999%,O2≤5×10,CO2≤5×10,H2O≤10.7×10。制氮成本在0.6元/m左右。
优劣评比
上述三种氮气纯化方法中,方法(1)因成品氮中H2量过高满足不了磁性材料的要求,故不采用;方法(2)成品氮纯度符合磁性材料用户的要求,但需氢源,而且氢气在运输、贮存、使用中都存在不安全因素;方法(3)成品氮的质量完全可满足磁性材料的用气要求,工艺中不使用H2,无加氢法带来的问题,氮中无H2且成品氮的质量不受普氮波动的影响,故和其他氮气纯法相比,氮气质量更加稳定,是适合磁性材料行业中一种氮气纯化方法。
氮气制法 一:深冷空分制氮
深冷空分制氮是一种传统的制氮(氮气)方法,已有近九十年的历史。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。
以上信息由专业从事氮气的性能的珂锐弘扬于2024/5/15 9:20:44发布
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