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空气分离有哪几种方法

空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在。分子是保持它原有性质的

最小颗粒，直径的数量级在10-8cm，而分子的数目非常多，并巨不停地在作无规则运动，

因此，空气中的氧、氮等分子是均匀地相互搀混在，起的，要将它们分离开是较困难的。目

前主要有3种分离方法。

(1)低温法

先将空气通过压缩、膨胀降温.直至空气液化，再利用氧、氮的气化温度(沸点)不同(在

大气压力下，氧的沸点为90K,氮的沸点为77K）.沸点低的氮相对于氧要容易气化这个特

性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触，液体中的氮较多地蒸

发，气体中的氧较多地冷凝.使上升蒸气中的含氮量不断提高，下流液体中的含氧量不断增

大，以此实现将空气分离。要将空气液化，需将空气冷却到100K以下的温度，这种制冷叫

深度冷冻;而利用沸点差将液空分离的过程叫精馏过程.低温法实现空气分离是深冷与精馏的

组合，是目前应用最为)一泛的空气分离方法

(2)吸附法

它是让空气通过充填有某种多孔性物质一分于筛的吸附塔，利用分子筛对不同的分

子具有选择性吸附的特点，有的分子筛(如5A，I3X等)对氮具有较强的吸附性能，让氧

分子通过，因而可得到纯度较高的氧气;有的分子筛(碳分子筛等)对氧具有较强的吸附性能，

让氮分子通过，因而可得到纯度较高的氮气。由于吸附剂的吸附容量有限、当吸附某种分子

达到饱和时，就没有继续吸附的能力，需要将被吸附的物质驱赶掉，才能恢复吸附的能力。

这一过程叫“再生”。因此，为了保证连续供气，需要有两个以上的吸附塔交替使用。再生的

方法可采用加热提高温度的方法(TSA)，或降低压力的方法((PSA)。

这种方法流程简单，操作方便，运行成本较低，但要获得高纯度的产品较为因难，产品氧纯

度在93%左右。并且，它只适宜于容量不太大〔小于4000m3/h)的分离装置。

（3)膜分离法

它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性，当空气通过薄膜(0.lμm)或中空纤维膜时，氧

气的穿透过薄膜的速度约为氮的4一5倍，从而实现氧、氮的分离‘这种方法装置简单，操

作方便，启动快，投资少，但富氧浓度一般适宜在28一3S肠,规模也只宜中、小型，所以

只适用于富氧燃烧和庆疗保健等方面。目前在玻璃窑炉巾已得到实际应用。

制氧机

制氧机又叫空气分离设备(简称空分设备)，它的种类很多，根据不同的分类方法，有许多不

同的类型

按产品纯度不同，可分为生产气纯度在99.2％以上的高纯氧的装置;生产氧纯度为95％左

右的低纯氧(也叫工艺氧)的装置;生产纯度低于35%的富氧(也叫液化空气)的装置。

根据产品种类不同，可分为单纯生产高纯氧的单高产品装置;同时生产高纯氧和高纯氮的双

高产品装置;附带提取稀有气体的提显装置或全提取装置。

根据产品的形态，可分为生产气态产品的装置:生产液态产品的装置和同时生产气态、

液态产品的装置。

按产品的数量不同，可分为800m3/h以下的小型设备3/h的中型设备;

10000rn3/h以上的大型设备。

按分离方法不同，可分为低温精馏法;分子筛吸附法和薄膜渗透法。

按工作压力高低，可分为压力在10.020.0MPa的高压装置;工作压力为1.05.0MPa

的中压装置;压力为0.5--0.6MPa的全低压装置。

分类方法是人为的，还可以有其它的分类方法

空分设备的型号表示什么意思

空分设备的产品由于产量、品种、形式不同，规格繁多。为了便于辨认，国内编制了统一的

产品型号代号。它由拼音字母与数字组成，如图1所示。第一个(或一、二个)字母表示

产品类别;第二个字母表示流程、结构特点;继后是产品化学元素符号;数字表示各种产品的

产量，对气体，都是指标准状态下(0℃,0.101325MPa)的体积;最后为变型设计号.

与空分设备配套的设备也编制了相应的型号。例如，分馏塔的型号:FON-6000/13000表示;F-

分馏塔:ON-氧氮产品;6000-氧产量，m3/h;13000-氮产量,m3/h.。液化设备的型号:YPON-

200/300表示Y-液化装置;P一膨胀机;ON-氧氮产品;200-液氧产量L/h;300一液氮产量L/h。

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