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如何实现空气中氮气和氧气的分离

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psa制氧装置泉。要提高当前啤酒、葡萄酒的质量水平档次，所面临的共性问题是：提高它们的风味稳定性。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、废水处理和psa制氮装置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制氮机价格冷分离法，即将空气冷却到-150℃以下，再用低温精馏的方法实现分离。5Mpa）的氮气纯化达到氮气纯化装置用户所要求的高纯氮，该氮气纯化装置广泛应用于半导体制造、化工、冶金、电力部门等行业。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。

氮气纯化装置工作原理

2016-12-09原理：

O2+C——CO2

利用氧气和碳在催化剂作用下反映生成二氧化碳的原理，让氮气通过装有的碳脱氧剂的除氧器，去除氧杂质，再经过吸附干燥除水和二氧化碳，得到高纯氮气。原料氮气a)含氧量≤5×10-3b)露d≤-10℃c)温度≤35℃d)压力≤0。除氧核心部件为碳脱氧剂，碳脱氧剂中含钯氮气纯化装置等，在反应过程中起催化作用，以保证一定温度范围内脱氧容量和脱氧深度。

氮气纯化装置是一种以99.5%以下纯度的普氮为原料,利用碳氮气纯化机催化剂除氧，分子筛吸附干燥的氮气无氢纯化设备。它主要由除氧器、热交换器、冷却器、干燥器、仪表控制系统等部件组成。

工作原理

本装置是以普氮(99.9%以上)为原料氮气,先将原料氮气及装有碳催化剂的除氧器加热至300－350℃后，使其进入装有碳催化剂的除氧器，氮气中的氧气与除氧器中的碳催化剂发生反应,生成二氧化碳O2+C→CO2，氮气的氧气在反应中被消耗。制氮机的应用简介变压吸附制氮机（简称PSA制氮机）是按变压吸附技术设计、制造的氮气发生设备。经除氧后的氮气再经冷却，然后进入装有分子筛的干燥器进行CO2和微量H2O吸附干燥处理。从而获得无氢气，含水量、含氧量极低的高纯氮气。

特点：

1、纯气不含氢，适合纯气严格限制氢的场合；

2、原理简单，碳脱氧剂为消耗补充型，脱氧能力始终如新设备一样；

3、气体指标稳定，杂质含量低；

4、可选配自动系统，实现无人值守；

5、应用范围广，对原料气氧含量、压力波动不影响纯气指标；

6、碳脱氧氮气纯化核心部件：3093脱氧剂是一种既不要配氢，也无需用氢气还原再生的烧蚀型惰性气体脱氧剂。其脱氧原理是：气体中的氧和载有活性组分的炭，在活性组分的催化作用下，能在较低的温度定向转化为二氧化碳，脱氧后的气体残氧量小于1ppm，脱除二氧化碳后，便制得高纯气体。9、制氮机碳分子筛：根据客户气源洁净程度使用寿命有所差异，一般为5-10年无需更换。该脱氧剂可直接脱除氮、氦、二氧化碳等气体中的氧。与常用的脱氧剂相比具有以下优点：脱氧过程中无氢源，使用安全可靠；脱氧容量大（1500L/kg?脱氧剂）；操作简单，成本低。其主要性能指标如下：

脱氧温度：320±20℃

脱氧容量：1200~1500ml/g?脱氧剂

空　　速：2000~8000h－1

原料气中氧含量：0.01~0.5% (g1.5%)

脱氧后气体中杂质：O21ppm，H21ppm，CO1ppm

根据GMP对氮气验证的要求，氮气制备过程的质量控制是供氮过程安全可靠的源头保证。这是因为GMP的目的在于确保***生产全过程的各个环节，都有***，标准文件加以约束，从而使终产品的质量达到安全、有效、均一。变压吸附法一般运用两塔并联，替换进行加压吸附和解压再生，然后取得连续的氮气流。因而、普通钢瓶、液氮等供气方式将逐渐被制药工业淘汰，取而代之的是高纯度、高质量和高洁净的***高纯度制氮机供气方式。

氧氮分离系统主要由装有碳分子筛的吸附塔和控制系统组成，当压缩空气从下至上通过A塔时，微量水汽、二氧化碳、氧气等被分子筛所吸附，而氮气则被通过，并从塔顶流出。当A塔内分子筛吸附饱和时便切换到B塔进行上述吸附过程并同时对A塔分子筛进行再生。深冷制氮因为它在使用的时候，设备复杂，而且战地的面积又很大，所以现在不是主流的设备，相应来说，分子筛空制氮有着很大的成熟性，特别它在使用上面十分的方便，可以达到自动化的操作，同时它的战地面积比较小，运行的成本上面也得到了很大的缩减。所谓再生，即将吸附塔内气体排至大气而使压力迅速降低至常压，同时使分子筛吸附的氧气、二氧化碳等从分子筛内释放出来的过程。