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        氮氣的制備方法有哪些?

        時間:2020-05-26 10:25來源:未知 作者:班德液氮罐 點擊:
        氮氣的制備方法有哪些?

        現場制氮/工業制氮

        現場制氮是指氮氣用戶自購制氮設備制氮,工業規模制氮有三類:即深冷空分制氮、變壓吸附制氮和膜分離制氮。利用各空氣的沸點不同使用液態空氣分離法,將氧氣和氮氣分離。將裝氮氣的瓶子漆成黑色,裝氧氣的漆成藍色。液氮罐價格

        實驗室制法

        制備少量氮氣的基本原理是用適當的氧化劑將氨或銨鹽氧化,最常氮氣氣氛爐氮氣氣氛爐用的是如下幾種方法:

        1、加熱亞硝酸銨的溶液: (343k)NH4NO2 ===== N2↑+ 2H2O

        2、亞硝酸鈉與氯化銨的飽和溶液相互作用: NH4Cl + NaNO2 === NaCl + 2H2O + N2↑

        3、將氨通過紅熱的氧化銅: 2 NH3 + 3 CuO === 3 Cu + 3 H2O + N2

        4、氨水與溴水反應:8 NH3 + 3 Br2 (aq) === 6 NH4Br + N2↑

        5、重鉻酸銨加熱分解: (NH4)2Cr2O7===N2↑+Cr2O3+4H2O

        6、加熱疊氮化鈉,使其熱分解,可得到很純的氮氣,2NaN3===2Na+3N2↑

        深冷空分制氮

        它是一種傳統的空分技術,已有九十余年的歷史,它的特點是產氣量大,產品氮純度高,無須再純化便可直接應用于磁性材料,但它工藝流程復雜,占地面積大,基建費用高,需專門的維修力量,操作人員較多,產氣慢(18~24h),它適宜于大規模工業制氮,氮氣成本在0.7元/m3左右。

        變壓吸附制氮

        變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,簡稱PSA)氣體分離技術是非低溫氣體分離技術的重要分支,是人們長期來努力尋找比深冷法更簡單的空分方法的結果。七十年代西德埃森礦業公司成功開發了碳分子篩,為PSA空分制氮工業化鋪平了道路。三十年來該技術發展很快,技術日趨成熟,在中小型制氮領域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。

        變壓吸附制氮是以空氣為原料,用碳分子篩作吸附劑,利用碳分子篩對空氣中的氧和氮選擇吸附的特性,運用變壓吸附原理(加壓吸附,減壓解吸并使分子篩再生)而在常溫使氧和氮分離制取氮氣。液氮罐價格

        變壓吸附制氮與深冷空分制氮相比,具有顯著的特點:吸附分離是在常溫下進行,工藝簡單,設備緊湊,占地面積小,開停方便,啟動迅速,產氣快(一般在30min左右),能耗小,運行成本低,自動化程度高,操作維護方便,撬裝方便,無須專門基礎,產品氮純度可在一定范圍內調節,產氮量≤2000Nm3/h。但到目前為止,除美國空氣用品公司用PSA制氮技術,無須后級純化能工業化生產純度≥99.999%的高純氮外(進口價格很高),國內外同行一般用PSA制氮技術只能制取氮氣純度為99.9%的普氮(即O2≤0.1%),個別企業可制取99.99%的純氮(O2≤0.01%),純度更高從PSA制氮技術上是可能的,但制作成本太高,用戶也很難接受,所以用非低溫制氮技術制取高純氮還必須加后級純化裝置。

        膜分離空分制氮

        膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術的新的分支,是80年代國外迅速發展起來的一種新的制氮方法,在國內推廣應用還是近幾年的事。

        膜分離制氮是以空氣為原料,在一定的壓力下,利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮氣。它與上述兩種制氮方法相比,具有設備結構更簡單、體積更小、無切換閥門、操作維護也更為簡便、產氣更快(3min以內)、增容更方便等特點,但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴,膜易老化而失效,難以修復,需要換新膜,膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶,此時具有**功能價格比;當要求氮氣純度高于98%時,它與同規格的變壓吸附制氮裝置相比,價格要高出30%左右,故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合制取高純氮時,普氮純度一般為98%,因而會增加純化裝置的制作成本和運行成本。
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