深冷空氣分離技術(shù)制備氮?dú)?
深度冷凍法分離空氣是將空氣液化后，再利用氧、氮的沸點(diǎn)不同將它們分離。即，造成氣、液濃度的差異這一性質(zhì)，來(lái)分離空氣的一種方法。因此必須了解氣、混合物的一些基本特征：氣-液相平衡時(shí)濃度間的關(guān)系：液態(tài)空氣蒸發(fā)和冷凝的過(guò)程及精餾塔的精餾過(guò)程。
空氣的汽-液相的平衡，物質(zhì)的聚集狀態(tài)有氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。每種聚集態(tài)內(nèi)部，具有相同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)并完全均勻的部分，稱(chēng)為相?？諝庠谒?nèi)的分離，一般情況下，物料精餾是在汽、液兩相進(jìn)行的?？諝庵醒鹾偷嫉?9.04%，因此，可近似地把空氣當(dāng)作氧和氮的二元混合物。當(dāng)二元混合物為液態(tài)時(shí)，叫二元溶液。 汽化時(shí)大量吸熱接觸造成 。氮?dú)庹伎諝?8%。優(yōu)良液氮
氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備采用稱(chēng)量法，其原理是向氣瓶入已經(jīng)濃度的某組分氣體前后分別稱(chēng)量氣瓶的質(zhì)量，由陳量之差值確定加入氣瓶中組分氣體的質(zhì)量，充入不同組分的氣體，可制得混合氣。根據(jù)各組分氣體質(zhì)量及氣體摩爾質(zhì)量，可計(jì)算出各組分的濃度。混合氣體中每個(gè)組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為該組分的質(zhì)量與所有組分質(zhì)量總合之比。當(dāng)混合氣體中組分濃度用摩爾分?jǐn)?shù)表示時(shí)，混合氣體每個(gè)組分的濃度為該組分的物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）與所有組分物質(zhì)的量（總摩爾數(shù)）之比。濰坊官方液氮同時(shí)，由于氮分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，氰根離子CN-和碳化鈣CaC2中的C22-和氮分子結(jié)構(gòu)相似。
膜分離制氮膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的一種，是80年代國(guó)外迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制氮方法，在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用還是近幾年的事。膜分離制氮是以空氣為原料，在一定的壓力下，利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來(lái)使氧、氮分離制取氮?dú)?。它與上述制氮方法相比，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、無(wú)切換閥門(mén)、操作維護(hù)也更為簡(jiǎn)便、產(chǎn)氣更**min以?xún)?nèi)）、增容更方便等特點(diǎn)，但中空纖維膜對(duì)壓縮空氣清潔度要求更嚴(yán)，膜易老化而失效，難以修復(fù)，需要換新膜。
氮?dú)庠诖髿庵泻侩m多于氧氣，但是由于它的性質(zhì)不活潑，所以人們是在認(rèn)識(shí)氧氣之后才認(rèn)識(shí)氮?dú)獾?。不過(guò)它的發(fā)現(xiàn)卻早于氧氣。1755年英國(guó)化學(xué)家布拉克（Black,J.1728-1799）發(fā)現(xiàn)碳酸氣之后不久，發(fā)現(xiàn)木炭在玻璃罩內(nèi)燃燒后所生成的碳酸氣，即使用苛性鉀溶液吸收后仍然有較大量的空氣剩下來(lái)。后來(lái)他的學(xué)生D·盧瑟福繼續(xù)用動(dòng)物做實(shí)驗(yàn)，把老鼠放進(jìn)封閉的玻璃罩里直至其死后，發(fā)現(xiàn)玻璃罩中空氣體積減少1/10；若將剩余的氣體再用苛性鉀溶液吸收，則會(huì)繼續(xù)減少1/11的體積。 溶解度很小，常壓下在283 K 時(shí)一體積水可溶解0.02體積的氮?dú)狻?/p>
氮?dú)饣A(chǔ)知識(shí)1.空氣的成分比例正常的空氣成分按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算是：氮(N2)約占78%，氧(O2)約占21%，稀有氣體約占(氦He、氖Ne、氬Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn),二氧化碳(CO2)約占，還有其他氣體和雜質(zhì)約占，如臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、水蒸氣（H2O）等。2.氮?dú)獾幕窘榻B氮?dú)饣瘜W(xué)式為N2，是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，而且一般氮?dú)獗瓤諝饷芏刃?。氮?dú)庹即髿饪偭康模w積分?jǐn)?shù)），是空氣的主要成份。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冷卻至℃時(shí)，變成沒(méi)有顏色的液體。冷卻至℃時(shí)，液態(tài)氮變成雪狀的固體。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但在常溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，用來(lái)制取對(duì)人類(lèi)有用的新物質(zhì)。
可以用于作為深度制冷劑，由于其化學(xué)惰性，可以直接和生物組織接觸，立即冷凍而不會(huì)破壞生物活性。優(yōu)良液氮
由于液氮罐的熱量較大，剛開(kāi)始充液氮時(shí)，熱均衡時(shí)間較長(zhǎng)。優(yōu)良液氮
現(xiàn)場(chǎng)制氮是指氮?dú)庥脩?hù)自購(gòu)制氮設(shè)備制氮，工業(yè)規(guī)模制氮有三類(lèi)：即深冷空分制氮、變壓吸附制氮和膜分離制氮。利用各空氣的沸點(diǎn)不同使用液態(tài)空氣分離法，將氧氣和氮?dú)夥蛛x。將裝氮?dú)獾钠孔悠岢珊谏?，裝氧氣的漆成藍(lán)色。
深冷空分制氮
它是一種傳統(tǒng)的空分技術(shù)，已有九十余年的歷史，它的特點(diǎn)是產(chǎn)氣量大，產(chǎn)品氮純度高，無(wú)須再純化便可直接應(yīng)用于磁性材料，但它工藝流程復(fù)雜，占地面積大，基建費(fèi)用高，需專(zhuān)門(mén)的維修力量，操作人員較多，產(chǎn)氣慢（18～24h），它適宜于大規(guī)模工業(yè)制氮，氮?dú)獬杀驹?．7元/m3左右。 優(yōu)良液氮
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