1. 气体分离设备
空气的主要成分是氮气(占78%)和氧气(占21%),因此,可以说空气是制备氮气和氧气取之不尽的源泉.氮气主要用于合成氨、金属热处理的保护气氛、化工生产中的惰性保护气(开停车时吹扫管线、易氧化物质的氮封、压料)、粮食贮存、水果保鲜和电子工业等.氧气主要用于冶金、助燃气、医疗、废水处理和化学工业中的氧化剂等.如何廉价地分离空气制取氧气和氮气,这是化工工作者长期潜心研究解决的问题.
工业上分离空气的传统方法是采用深冷分离法,即将空气冷却到-150℃以下,再用低温精馏的方法实现分离.该法可以同进得到氮气和氧气,还可以得到液氮和液氧.但是,低温精馏法存在能耗高、流程长、启动过程长、设备维护要求高等缺点,因此近十几年来受到了变压吸附法和膜分离法等新兴分离方法的严峻挑战.
变压吸附法 变压吸附法分离空气的机理有两种.一种是利用5A沸石分子筛的选择吸附特性,即5A沸石分子筛对氮气的平衡吸附量大于对氧气的平衡吸附量,这样当空气通过沸石床层时氮气就被吸附,流出氧气作为产品.当沸石吸附氮气饱和后,停止通入空气,并把床层抽成真空,抽出的氮气作为产品.另一种是利用碳分子筛的运态吸附特性,即碳分子筛对氧气和氮气的平衡吸附量相差不大,但由于氧气的分子尺寸(2.8×3.9)比氮气的分子尺寸(3.0×4.1)小,因而氧气在碳分子筛中的扩散速度快,吸附量也大,于是氧气在碳分子筛中的扩散速度快,吸附量也大,于是氧气被吸附,流出氮气作为产品.隔一段时间后,停止通入空气,把床层抽真空使碳分子筛再生.该法通常是在吸附阶段为0.0.5×106Pa、解吸阶段为常压或真空及常温的条件下进行的,在工业上很容易实现.
用变压吸附法分离空气可以得到富氧空气和99.9%的纯氮气,耗电量均小于1.0kwh/m3.目前,世界上用5A沸石分了筛制氧以日本最为成熟,氧浓度可达96%,耗电量仅为0.4kwh/m3.
总之,用变压吸附法分离空气具有能耗低、流程短、开停车时间短、自动控制、产品浓度可调等等优点,可望有较大的发展.
膜分离法 膜法分离空气利用的是渗透原理,即氧气和氮气在非多孔高分子膜内的扩散速率不同.当氧气和氮气吸附在高分子膜表面时,由于膜两侧存在着浓度梯度,使气体扩散并通过高分子膜,接着在膜的另一侧解吸.因为氧气分子的体积小于氮气分子,因而氧气在高分子膜内的扩散速率大于氮气,这样,当空气通入膜的一侧时,在另一侧就可以得到富氧空气,同一侧得到氮气.
用膜法分离空气可以连续得到氮气和富氧空气.目前的高分子膜对氧、氮分离的选择性系数只有3.5左右,渗透系数也较小.分离得到的产品氮气浓度为95~99%,氧气浓度仅为30~40%.膜法分离空气一般是在常温和压力为0.0.5×106Pa的条件下操作的.
由于变压吸附法和膜法的崛起,中小规模的深冷空分装置已开始让出一部分市场.目前,变压吸附法和膜法的主要缺点是产品浓度不够高、回收率较低,这要通过改进吸附剂和高分子膜来克服.
2. 气体分离设备行业
工业上制造氧气用分离空气精馏的方法,将空气降温加压,使空气液化,然后升温,氧的沸点是-182.962℃,氮的沸点是-195.8℃注意是零下的,所以先得到氮气,然后是氧气
工业制氧机的原理是利用空气分离技术,首先将空气以高密度压缩再利用空气中各成分的冷凝点的不同使之在一定的温度下进行气液脱离,再进一步精馏而得;家用制氧机工作原理:利用分子筛物理吸附和解吸技术。制氧机内装填分子筛,在加压时可将空气中氮气吸附,剩余的未被吸收的氧气被收集起来,经过净化处理后即成为高纯度的氧气。
目前大部分医疗用制氧机采用了PSA(变压吸附)空气分离制氧技术,它是基于吸引剂(沸石分子筛)对空气中氧、氮吸附能力的差异来实现氧、氮的分离。当空气进入装有吸附剂的床层时,氮气吸附能力较强被吸附,而氧气不被吸附,这样可以在吸附床出口端获得高浓度的氧气。由于吸附剂具有其吸附量随压力变化的特性,改变其压力,可使吸附交替进行吸附与解吸操作。
3. 气体分离设备的客户群是哪些人
高分子分离膜是20世纪80年代初迅速发展起来的一种高分子新材料。它的特长是:能从混合物中有选择地提取所需要的固体、气体或液体物质。它为什么会有这种出色的本领,人们还不十分清楚,但大致上可以认为是以浓度差或压力差作为驱动力而选择透过的结果。这种分离膜按分离方式不同,可分为分离混合气体的气体分离膜、分离液体和蒸气的有机液体分离膜、分离水溶液中溶质和离子的液体透析膜、分离水与溶液的逆渗透膜等。
4. 气体分离设备的吹扫气
燃气管道吹扫流程是在燃气管强度道试验合格后进行的投入使用前的最后一道工序作业要求。
吹扫采用空气为吹扫源,吹扫管道用阀门联接到贮气罐,再由贮气罐直接送气到管道里吹扫(一般不低于0、8兆帕的气压)吹扫管道最终端设有靶板检验,最终经过若干次吹扫后,靶板上无金属渣或其它异物为合格,合格后进行0、2兆帕氮气封闭待投用。(供参考)
5. 气体分离设备工作原理
原理是运用逆卡诺原理来取暖的
具体步骤如下: ①外界向设备输送少量的电,促使压缩机工作。 ②压缩机将冷媒转变为高压气体,再用冷凝器进行热交换,让冷水变热。
6. 气体分离设备行业统计年鉴
1、昊华科技
昊天科技的前身是四川天一科技股份有限公司(天科股份)。1999年8月5日正式注册成立,电子特气业务主要由旗下黎明院和光明院承担,光明院以氢化物气体为主,如硫化氢;黎明院以氟化气体为主,主研气体六氟化硫、三氟化氮已处于国内领先水平,其中,电子级六氟化硫国内占比达七成,三氟化氮占比达三成。
2、中船重工718所
七一八研究是中国船舶重工集团公司旗下的研究所,1966年成立,目前,电子特气材料是其主攻方向之一。公司产品三氟化氮、六氟化钨及三氟甲磺酸系列产品不仅在国内市占率排名第一,而且畅销海外20多个多家和地区。
3、北京绿菱气体科技有限公司
2001年成立,在北京建造了一个约6000余平方米的特种气体加工厂,公司全套引进美国气体制备设备和管理理念,致力于特气的国产化,已成功开发出纯度为99.999%的六氟化硫、四氟化碳、八氟环丁烷、三氟甲烷和一氧化碳,并投入批量生产和销售。
4、南大光电
创立于2000年底,以LED气体为立足点,主攻集成电路特气,旗下产品MO源,在国内外LED气体市场处于领先地位,借力公司在LED行业的领先优势,南大光电的半导体制造电子特气产品,取得了国内第一的市场份额,并且通过中芯国际部分验证工作,打破了一直依赖进口的局面,得到了客户的高度认可。
5、巨化集团
成立于1998年,2014年正式成立了电子特气筹备组,并设立子公司博瑞电子用以专门研究电子特气的生产与销售,在自身投入巨大的同时也积极展开对外合作,与日本中央硝子一起展开六氟化钨等系列高纯电子气体的生产和销售业务;目前,公司已逐步转型为中国氟化工领先企业。副标题#e#
6、华特气体
全称广东华特气体股份有限公司,成立于1999年,专业从事气体及气体设备的研发和生产,现已成为国内最大的民营特种气体及相关设备供应商之一。
7、金宏气体
公司全称苏州金宏气体股份有限公司,成立于1999年,公司旗下有大宗气体、电子特种气体两大类百余种产品,高纯氨气和氢气是金宏气体电子特气业务的主要收入来源。与其他公司不同,金宏为不同行业、不同客户的所有发展阶段提供众多气体产品和一站式用气解决方案。
8、和远气体
成立于2003年,家致力于各类气体产品的生产与服务,以大宗空分气体为主体,特种气体主要包括氢气、氦气等。
9、凯美特气
成立于1991年,是中国国内化工尾气分离行业的龙头。2017年9月,公司电子特种气体分公司总投资为30975万元,已于2020年初目前已完成工程主体建设及设备安装、调试工作,将进入试生产阶段。
10、三孚股份
成立于2006年,是国内较大的三氯氢硅生产基地之一。