Głównymi składnikami powietrza są azot (78%) i tlen (21%), można więc powiedzieć, że powietrze jest niewyczerpanym źródłem do przygotowania azotu i tlenu.Instalacja tlenowa PSA.Azot jest stosowany głównie do syntetycznego amoniaku, atmosfery ochronnej do obróbki cieplnej metali, obojętnego gazu ochronnego w produkcji chemicznej (przedmuchiwanie rurociągów podczas rozruchu i wyłączania, uszczelnianie azotem substancji łatwo utleniających się), przechowywania ziarna, konserwacji owoców, przemysłu elektronicznego itp. Tlen jest stosowany głównie jako utleniacz w metalurgii, gazach pomocniczych, leczeniu medycznym, oczyszczaniu ścieków, zakładach adsorpcji azotu zmiennociśnieniowego i przemyśle chemicznym.Jak tanio oddzielić powietrze do produkcji tlenu i azotu to długofalowy problem badany i rozwiązywany przez chemików.
Czystego azotu nie można pozyskiwać bezpośrednio z natury, dlatego pierwszym wyborem jest separacja powietrza.Metody separacji powietrza obejmują metodę niskotemperaturową, metodę adsorpcji zmiennociśnieniowej i metodę separacji membranowej.Wraz z szybkim rozwojem przemysłu azot znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym, elektronicznym, metalurgicznym, spożywczym, maszynowym i innych dziedzinach.Zapotrzebowanie Chin na azot rośnie w tempie ponad 8% rocznie.Chemia azotu nie jest wyraźna.Jest bardzo obojętny w normalnych warunkach i nie reaguje łatwo z innymi substancjami.Dlatego azot jest szeroko stosowany jako gaz konserwacyjny i gaz uszczelniający w metalurgii, elektronice, przemyśle chemicznym i innych gałęziach przemysłu.Ogólnie mówiąc, czystość gazu konserwacyjnego wynosi 99,99%, a niektóre wymagają ponad 99,998% azotu o wysokiej czystości.
Wytwornica ciekłego azotu jest wygodnym źródłem chłodu, które znajduje coraz szersze zastosowanie w przechowywaniu nasienia w przemyśle spożywczym, pracy i hodowli zwierząt.Podczas produkcji syntetycznego amoniaku w przemyśle nawozowym mieszanina wodorowo-azotowa w gazie zasilającym syntetycznego amoniaku jest przemywana i rafinowana czystym ciekłym azotem.Zawartość gazu obojętnego może być bardzo niska, a zawartość tlenku węgla i tlenu nie powinna przekraczać 20 ppm.
Separacja membranowa powietrza przyjmuje zasadę przenikania, to znaczy szybkości dyfuzji tlenu i azotu w nieporowatej membranie polimerowej są różne.Gdy tlen i azot są adsorbowane na powierzchni membrany polimerowej, ze względu na gradient stężenia po obu stronach membrany, gaz dyfunduje i przechodzi przez membranę polimerową, a następnie ulega desorpcji po drugiej stronie membrany.Ponieważ objętość cząsteczki tlenu jest mniejsza niż cząsteczki azotu, szybkość dyfuzji tlenu w membranie polimerowej jest większa niż cząsteczki azotu.W ten sposób, gdy powietrze wchodzi z jednej strony membrany, powietrze wzbogacone tlenem można uzyskać po drugiej stronie, a azot po tej samej stronie.
Powietrze wzbogacone azotem i tlenem można uzyskać w sposób ciągły poprzez separację powietrza metodą membranową.Obecnie współczynnik selektywności membrany polimerowej do separacji tlenu i azotu wynosi tylko około 3,5, a współczynnik przepuszczalności jest również bardzo mały.Stężenie azotu w oddzielonym produkcie wynosi 95 ~ 99%, a stężenie tlenu tylko 30 ~ 40%.Separacja membranowa powietrza jest zwykle przeprowadzana w temperaturze pokojowej, 0,1 ~ 0,5 × 106 pa。
Czas publikacji: 18 stycznia-2022