液氮從用途上也可以分為工業(yè)液氮、食品級(jí)液氮和醫(yī)用液氮,其物理性質(zhì)都是相同的,不同之處就是制備時(shí)液氮內(nèi)含有其他雜質(zhì)的數(shù)量,工業(yè)液氮會(huì)含有一些雜質(zhì)而食品級(jí)幾乎沒(méi)有雜質(zhì),醫(yī)用則更為嚴(yán)格,那么液氮是怎么生產(chǎn)出來(lái)的?下面和小編一起了解一下。
一、液氮是怎么生產(chǎn)出來(lái)的
1、液氮的生產(chǎn)原理
液氮生產(chǎn)主要通過(guò)深冷空分法、分子篩空分法(PSA)和膜空分法。都是以空氣為原料,深冷空分法主要利用液氧和液氮的沸點(diǎn)不同經(jīng)過(guò)壓縮、凈化、液化精餾的原理完成制??;分子篩空法是通過(guò)變壓吸附的原理;膜空分法是通過(guò)壓力下氧和氮不同的滲透速率完成分離。下面具體介紹一下使用較廣泛的深冷空分法的液氮生產(chǎn)方法。
2、液氮的生產(chǎn)方法
液態(tài)氮都是由空氣分餾得到的,將空氣凈化后加壓,在冷卻的環(huán)境下進(jìn)行液化,通過(guò)空氣中各元素沸點(diǎn)不同分離氮。具體操作就是在低溫條件下對(duì)空氣進(jìn)行加壓,使空氣轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)空氣,然后蒸發(fā),因?yàn)橐簯B(tài)氮的沸點(diǎn)是-196℃,比液態(tài)氧沸點(diǎn)低,因此,氮?dú)鈶?yīng)先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來(lái),然后通過(guò)收集氮?dú)猓瑢?duì)之降溫加壓,提高氮?dú)庖夯姆悬c(diǎn),得到液氮。工業(yè)級(jí)液氮有三次壓縮分離的工序制成工業(yè)級(jí)液氮,食品級(jí)液氮由三次壓縮分離加上兩次過(guò)濾為食品級(jí)液氮。其他的基本制備工序都是相同的。
以上的方法需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的液氮分餾制備設(shè)備進(jìn)行操作,需要在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)設(shè)施的輔助下安全操作,不建議私下嘗試操作,容易發(fā)生危險(xiǎn)。
二、液氮生產(chǎn)工藝流程
1、過(guò)濾雜質(zhì):先將空氣用空氣過(guò)濾器去除灰塵和其他機(jī)械雜質(zhì)。
2、純化:經(jīng)空氣預(yù)冷器預(yù)冷后進(jìn)入切換使用的分子篩純化器,過(guò)濾掉二氧化碳、碳?xì)浠衔?,并吸附掉水蒸氣?/p>
3、降溫液化:將凈化后的空氣放入空分冷箱,進(jìn)行換熱液化,將溫度降低到-172℃時(shí),進(jìn)入下塔,另一部分空氣經(jīng)膨脹制冷送入上塔。
4、分離出液氮:下塔中的空氣分離為氮和富氧液體空氣,這里液氮就分離完成。后續(xù)富氧液體氫氣經(jīng)過(guò)液體空氣和液氮過(guò)冷器后進(jìn)入上塔。這時(shí)候一部分液氧在液氧蒸發(fā)器中進(jìn)一步精餾形成成品液氧。
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