空分制氮是一種利用空氣中的氧氣和氮氣在不同溫度和壓力下分離的技術,主要分為深冷空分制氮、分子篩空分制氮(PSA)和膜空分制氮三種方法,具體如下:
深冷空分制氮。這是最傳統的方法,涉及將空氣壓縮、淨化,然後通過熱交換使空氣液化。由於液氧和液氮的沸點不同(液氧約為-183℃,液氮約為-196℃),通過精餾過程可以實現它們的分離,從而獲得氮氣。這種方法適用於大規模工業制氮,但投資成本高,產氣慢。
分子篩空分制氮(PSA)。這種方法使用碳分子篩作為吸附劑,通過變壓吸附原理分離氧氣和氮氣。它具有工藝簡單、自動化程度高、產氣快(15至30分鐘)、能耗低等優點,適合中小型氮氣用戶。
膜空分制氮。這種方法利用氧和氮在不同性質的氣體在膜中滲透速率的不同來實現分離。它結構簡單、體積小、產氣快(≤3分鐘),適合氮氣純度不超過99.5%的中小型用戶。
這些技術廣泛套用於工業、航空航天、醫學、食品行業等領域。選擇哪種方法取決於具體套用需求、規模和經濟性。