在制氧工业、等方面有很多应用。我们都知道氧气通常来自空气。那么,你知道技术人员如何分离空气来获取氧气吗?今天,在这里普及一下氧气与空气分离的原理和过程,希望对大家有所帮助。
一、空气中氧气分离的原理
空气中氧气的分离主要是应用低温冷冻原理从空气中分离出氧气、氮气、氩气、氦气等稀有气体的过程。通常,空气先被压缩和冷却到非常低的温度,或者通过膨胀被液化,然后在精馏塔中被分离。比如液态空气沸腾时,先气化易挥发的氮气(沸点-196℃),再气化氧气(沸点-183℃)。
二、分离空气中氧气的过程
1.空气的预处理:空气通过一种叫做分馏的蒸馏过程被分成主要成分氮、氧和氩。有时,这个名称被简称为分馏,用于进行这种分离的垂直结构被称为分馏塔。在分馏过程中,组分在几个阶段逐渐分离。在每个阶段,增加每种成分的浓度或分数水平,直到分离完成。因为所有的蒸馏过程都基于沸腾液体以分离一种或多种组分的原理,所以需要低温部分来提供非常低的温度用于液化气体组分。
2.分离预处理后的气流:一小部分空气被压缩机分流,压缩机压力增加。然后冷却并膨胀到接近大气压。这种膨胀迅速冷却空气,空气被注入低温部分,以提供运行所需的低温。
3.氧气开始液化:主气流通过一对串联运行的板翅式换热器的一侧,而来自低温段的非常冷的氧气和氮气通过另一侧。当氧气和氮气被加热时,进入的气流被冷却。
4.氧气继续液化:现在部分液体和部分气体进入高压分馏器的底部。当空气沿着柱子上升时,它会失去额外的热量。氧气继续液化,在塔的底部形成富氧混合物,而大部分氮气和氩气以蒸汽的形式流向顶部。
5.氧气冷却:液氧混合物,称为粗液氧,从下部分馏器的底部提取,并在过冷器中进一步冷却。该物流的一部分膨胀至接近大气压,并被送到低压分馏器。
液氩是无色、无味、无毒、不燃烧的气体。因为本身没有毒,所以空气中浓度高时有窒息的危险。液氩罐非常危险。虽然不能燃烧,环境温度太高会提高容器内压,给工作带来很大的危险。因此,液氩罐要妥善保管,以避免不可挽回的事故。
使用液氩注意事项是什么
1、液氩罐只用于盛装液氩,不允许盛装其他液体。
2、使用打开液体和化油器的阀门,为化油器提供液体,将调节器阀门调整到所需压力,并将氩运出。
3、在用少量液氩预冷充电之前,先给氩充电。
4、存放、停产期间,自然挥发的氩留在槽中,导致内筒压力逐渐升高,因此,当内筒压力达到0.8Mpa时,应打开适当的排放阀,解除负压。
5、禁止在容器盖上放置对象,密封颈部入口。
6、放入或取出冷冻物品时,应尽量短开罐,减少液氩浪费,不要完全取出罐。
工业气体在初级和金属制品生产中发挥着关键作用,包括钢铁制造和金属制造。钢铁对几乎所有工业部门都至关重要,包括汽车、建筑和。
氧气在钢铁制造过程中起着非常重要的作用:它是制造钢铁的主要原材料。事实上,氧气在美国的两种主要炼钢技术中至关重要:基本氧气工艺和电弧炉。
此外,在精炼不锈钢的常用技术中,氩气与氧气结合使用。工业气体在金属制造中也有重要的应用。例如,用于焊接和金属切割,氩气用作有色金属和特种金属电弧焊的保护气体。氮用于金属薄板、棒材、线材和铸件等产品的热处理和金属加工。