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怎样分离空气得到氧气?分离氧气的过程

怎样分离空气得到氧气?分离氧气的过程

  氧气在工业,医疗等方面的应用是非常多的,我们也都知道氧气一般都来自于空气,那么,技术人员是怎样分离空气得到氧气的你知道吗?今天,小编就来为大家普及一下空气分离氧气的原理和过程,希望可以对大家有所帮助。
  

  一、空气中分离氧气的原理

  
  空气中分离氧气主要是应用低温冷冻原理从空气中分离出其氧气以及氮和氩、氦等稀有气体的过程。一般先将空气压缩,并冷至很低温度,或用膨胀方法使空气液化,再在精馏塔中进行分离。例如当液态空气沸腾时,比较容易挥发的氮(沸点一196℃)先气化,氧则后气化(沸点一183℃)。

 

  二、空气中分离氧气的过程

  
  1、空气的预处理:通过称为分馏的蒸馏过程将空气分离成其主要组分氮气,氧气和氩气。有时,此名称缩短为分馏,用于执行此分离的垂直结构称为分馏列。在分馏过程中,组分在几个阶段中逐渐分离。在每个阶段,增加每种组分的浓度或分数水平直至分离完成。因为所有蒸馏过程都基于使液体沸腾以分离一种或多种组分的原理,所以需要低温段来提供液化气体组分所需的非常低的温度。
  
  2、将预处理的空气流分开:一小部分空气通过压缩机转向,压缩机的压力得到提升。然后将其冷却并使其膨胀至接近大气压。这种膨胀迅速冷却空气,空气被注入低温部分以提供操作所需的低温。
  
  3、氧气开始液化:主气流通过串联操作的一对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穿过另一侧。进入的空气流被冷却,同时氧气和氮气被加热。在一些操作中,可以通过使空气通过膨胀阀而不是第二热交换器来冷却空气。在任何一种情况下,空气的温度都降低到具有沸点的氧开始液化的程度。
  
  4、氧气继续液化:现在是部分液体和部分气体 - 进入高压分馏塔的底部。当空气沿柱子上升时,它会失去额外的热量。氧气继续液化,在塔底形成富氧混合物,而大部分氮气和氩气作为蒸汽流到顶部。
  
  5、氧气冷却:液态氧混合物,称为粗液氧,从下部分馏塔的底部抽出,并在过冷却器中进一步冷却。使该料流的一部分膨胀至接近大气压并送入低压分馏塔。当粗液氧以其向下流动时,大部分剩余的氮和氩分离,在塔底留下99.5%的纯氧。
  
  6、氮氩进一步冷却:来自高压塔顶部的氮/氩蒸汽在过冷却器中进一步冷却。使混合蒸汽膨胀至接近大气压并进料到低压分馏塔的顶部。具有沸点的氮气首先变为气体,并以99.995%纯氮气流出塔顶。
  
  7、其余气体的分离:在氧气和氮气之间具有沸点的氩气保持蒸气并在氮气沸腾时开始下沉。当氩气蒸汽达到离柱子大约三分之二的点时,氩气浓度达到其大值约7-12%并被抽出到第三分馏塔中,在那里进一步再循环和精制。终产物是粗氩气流,其含有93-96%的氩气,2-5%的氧气,余量的氮气和痕量的其他气体。
  

  以上就是小编为大家总结的怎样分离空气得到氧气,分离氧气的原理及过程的全部内容了,我们了解到空气分离氧气的过程依次为空气的预处理,将预处理空气流分开,氧气开始液化,氧气继续液化,氧气冷却,氮氩进一步冷却,其余气体分离等。可见,空气分离氧气还是非常需要技术的

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