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天然氣氣體過濾的方法和廣泛應用

發布:zylqadmin 瀏覽:43次

氣體過濾的方法和廣泛應用


由于工業要求,各種氣體一般都要過濾分離,其用途和分離方法如下:


工業氣體是指氧氣、氮氣、氬氣、氖氣、氦氣、氪氣、氙氣、氫氣、二氧化碳、乙炔、天然氣等。由于其固有的物理和化學特性,這些氣體在國民經濟中發揮著重要的作用,并且普及和應用非常迅速,幾乎滲透到各行各業。

氣體產品作為現代工業的重要基礎材料,應用范圍十分廣泛。冶金、、鋼鐵、、石油、、化工、、機械、、電子、、玻璃、、陶瓷、、建材、、食品加工、、醫藥醫療等部門。使用大量常用氣體或特殊氣體。

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工業氣體消耗大的傳統行業包括:煉鋼、煉鐵、有色金屬冶煉、化肥生產、乙烯、丙烯、聚氯乙烯、人造纖維、合成纖維、硅橡膠制品、石油化工如電纜、合成革、機械行業焊接、金屬熱處理、氦氣泄漏、浮法玻璃生產等。由于這些傳統行業近年來的快速發展,工業氣體的消耗已經達到頂峰。正在挖掘的工業用氣行業有:煤礦滅火、石油開采、煤氣化及煤液化、玻璃熔窯、水泥生產窯、耐火材料生產窯、磚窯等工業爐、食品速凍。食品氣調包裝、啤酒保鮮、國防工業中的光學、燃料、超導材料生產、電子產品、半導體、光纖生產、農業、畜牧業、漁業、廢水處理、漂白紙漿、垃圾焚燒、破碎廢舊輪胎等環保產業、建筑、氣象、文化、文物保護

正在測試工業氣體應用的行業包括:固體氮生產、燃料電池生產、磁性材料生產、超細加工、天然氣發電、壓縮天然氣汽車、氫能汽車生產等。


工業用氣較多的行業,如鋼鐵、化肥、化工、玻璃化纖等行業,都自建了產氣設備,實行自產自銷的經營方針。一些工業用氣較少的行業主要依靠市場購買工業用氣。


工業上常用的氣體分離方法和原理


常用的工業氣體有氧氣、氮氣、氬氣、二氧化碳、液氨、液氯、乙炔氣、氫氣等。工業氣體的生產方法有很多,一些常見的生產方法要簡單介紹一下。


一、氧氣


工業氧氣的生產方法主要采用空氣過濾分離系統(簡稱空氣分離法)。其基本原理是將空氣液化,然后在液化分離器中根據空氣中各組分沸點的不同對空氣進行分離精餾,產生氧氣。大型制氧機組的研發和應用使制氧能耗不斷降低,容易產生各種空分產品(如氮氣、氬氣等惰性氣體等)。)的同時。為了便于儲存和運輸,液化分離器分離出的液氧被泵入低溫液體儲罐,然后通過罐車運輸到各低溫液化永久氣體充裝站。液氮、和液氬也用這種方法儲存和運輸。


兩、氮


工業氮氣的主要生產方法是使用自動過濾器去除和分離有害物質。這樣生產的氮氣純度高,能耗低。變壓吸附技術是利用5A碳分子篩選擇性吸附空氣中的成分,分離氧氣、氮氣制取氮氣。氮氣產品、壓力高、能耗低,產品純度可滿足國家標準要求:工業氮氣98.5%,純氮氣99.95%。


三、氨

氨的制備方法主要采用氣體過濾分離器直接分離。流程如下:在水煤氣發生爐中,將空氣和蒸汽吹入紅色熱焦中,得到氮氣、和氫氣的混合氣體,然后通過洗滌換熱、冷凝二氧化碳和吸收二氧化碳的生產工藝制得原料氣。精制后的混合氣體通過過濾器、冷卻器、氨分離器和加熱器送入合成反應器,液氨由分離器分離。


四、氯


工業用氯的主要制備方法是電解飽和鹽水。通過電解熔化氯化物以制備活性金屬來獲得高純度的氯。氯化氫是有機合成工業的副產品,可被空氣或氧氣催化氧化轉化為氯氣。


五、乙炔氣體


乙炔的生產方法主要有電石水解、高溫燃燒裂解甲烷或碳氫化合物法和等離子裂解法。電石水解工藝流程短,產品純度高,但能耗高。大多數溶解乙炔生產都使用這種方法。根據乙炔的溶解特性,將乙炔氣體壓縮后充入溶劑中,儲存在裝有多孔填料的鋼瓶中。丙酮作為一種優良的溶劑,被鋼瓶內的填充物吸收,溶解釋放乙炔,可以增加鋼瓶的有效容積,降低乙炔氣體的爆炸性能。整體硅酸鈣多孔填料能均勻吸附丙酮,防止乙炔分解爆炸的傳播。推廣使用溶解乙炔氣瓶,不僅使用方便,提高工作效率,而且改善環境,節約電石消耗。但應保證氣瓶內的多孔填料不被損壞或污染,丙酮溶劑的充裝量應滿足乙炔氣體充裝的需要,以保證安全可靠。溶解乙炔生產的充裝過程如下:粗乙炔氣產生后,經化學凈化除去硫、磷等雜質,然后壓縮干燥,裝入溶解乙炔氣瓶。

六、氫


工業氫氣的生產方法主要有:礦物燃燒轉化制氫、水電解制氫或使用專用氫氣過濾器的半水煤氣法制氫。水電解制氫方法技術可靠、操作簡單、維護方便、無污染、制氫純度高,但耗電量大,成本高,一定程度上制約了生產發展。主要供對氫氣純度要求高、氫氣用量不太多的用戶使用。但隨著新技術的應用,促進了水電解技術的改進,水電解制氫技術的成本和功耗不斷降低,有望成為“清潔能源”***重要的生產方式。


七、氬氣


氬氣是大氣中含量***多的惰性氣體,其制備方法主要包括空氣分離。制氧過程中,從液化分離器中分離出沸點為-185.9的餾分,得到液態氬。

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1.使用


用于焊接、不銹鋼制造、熔煉、化學氣相沉積、晶體生長、熱氧化、外延、擴散、多晶硅、鎢離子注入、載流、燒結等。用作標準氣體、平衡氣體、零氣體等。


2.制造方法


從空氣分離獲得的氧氣中蒸餾、分離和提取


氬在常溫常壓下是無色、無嗅、無味、無毒的惰性氣體,在空氣中的含量約為1%。不可燃,無腐蝕性,微溶于水和有機溶劑。在101.325千帕的水中溶解度分別為0.0519毫升/克(0)、0.0329毫升/克(20)和0.0247毫升/克(40)。在20和101.325千帕下,在某些溶劑中的溶解度分別為:甲醇25.0毫升/100毫升,乙醇24.0毫升/100毫升,丙酮27.3毫升/100毫升,環己烷30.6毫升/100毫升,苯22.1毫升/100毫升。

3.毒性和安全保護


氬氣本身無毒,但濃度高時會窒息。當空氣中氬氣濃度高于33%時,即氧氣濃度低于平時的2/3以下時,有窒息的危險。當氬氣濃度超過50%時,出現嚴重癥狀,當濃度超過75%時。會在幾分鐘內死亡。


窒息的癥狀有:呼吸加快、注意力下降、肌肉運動障礙、判斷力下降、所有感官喪失、情緒不穩定、全身乏力、惡心、、嘔吐、、虛弱、、意識喪失、、痙攣、、嗜睡、死亡。


液態氬會導致人的眼睛發炎,觸摸皮膚時會凍傷。


氬氣可以儲存在玻璃瓶或鋼瓶里。在儲存和運輸過程中,應輕拿輕放,防止損壞和高溫。氬氣沒有腐蝕性。常溫下可使用碳鋼、不銹鋼、銅、銅合金、鋁等一般金屬材料以及一般塑料材料和彈性材料。聚四氟乙烯和聚三氟乙烯聚合物經常在低溫下用作墊片、隔膜。

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