什麼是深冷空分制氮

深冷空分制氮是一種傳統的製氮方法，已有幾十年的歷史。它以空氣為原料，對其進行壓縮、淨化，然後利用熱交換將空氣液化成液態空氣。液態空氣主要是液態氧和液態氮的混合物。利用液態氧和液態氮的沸點不同，經由液態空氣的蒸餾分離得到氮氣。

典型製程

整個過程由空氣壓縮淨化、空氣分離、液態氮汽化組成。

1.空氣壓縮與淨化

空氣經空氣過濾器清除灰塵和機械雜質後，進入空氣壓縮機，被壓縮到所需壓力，然後送入空氣冷卻器降低空氣溫度。然後進入空氣乾燥淨化器，去除空氣中的水分、二氧化碳、乙炔等碳氫化合物。

2、空氣分離

淨化後的空氣進入空分塔內主熱交換器，被回流氣體（產品氮氣、廢氣）冷卻至飽和溫度，送至精餾塔底部。塔頂得到氮氣，液空氣經節流送入冷凝蒸發器蒸發，同時精餾塔送來的部分氮氣被冷凝。冷凝後的液態氮一部分作為精餾塔的回流液，另一部分則作為液態氮產品離開空分塔。

冷凝蒸發器排出的廢氣經主熱交換器加熱至130K左右，進入膨脹機膨脹冷卻，為空分塔提供冷量。部分膨脹氣體用於分子篩的再生和冷卻，然後透過消音器排出。氣氛。

3.液態氮汽化

從空分塔出來的液態氮儲存在液態氮儲存槽中。空分設備檢修時，儲槽內的液態氮進入汽化器加熱後，送至品氮管路。

深冷製氮可生產純度≥99.999%的氮氣。

純度

深冷製氮可生產純度≥99.999%的氮氣。氮氣純度受氮氣負荷、塔板數量、塔板效率和液態空氣中氧氣純度等限制，調節範圍較小。

因此，對於一套深冷式氮氣設備來說，產品純度基本上是一定的，且不方便調節。

深冷式製氮裝置所包含的主要設備

1.空氣過濾

為了減少空壓機內部機械運動表面的磨損，確保空氣質量，空氣在進入空壓機之前，必須先經過空氣過濾器，除去其中含有的灰塵和其他雜質。空壓機的進氣多採用粗效過濾器或中效過濾器。

2、空氣壓縮機

根據工作原理，空氣壓縮機可分為容積式和速度式兩大類。空氣壓縮機多採用往復活塞式空氣壓縮機、離心式空氣壓縮機及螺桿式空氣壓縮機。

3. 空氣冷卻器

用於降低壓縮空氣進入空氣乾燥清淨機和空分塔前的溫度，避免進入塔內溫度出現較大波動，並能沉澱壓縮空氣中大部分的水分。氮水冷卻器（由水冷塔和空冷塔組成：水冷塔利用空分塔的廢氣冷卻循環水，空冷塔利用水冷塔的循環水冷卻空氣），氟利昂空氣冷卻器。

4.空氣乾燥機和淨化器

壓縮空氣經過空氣冷卻器後仍含有一定量的水分、二氧化碳、乙炔和其他碳氫化合物。凍結的水分和二氧化碳沉積在空分塔內，會堵塞通道、管道和閥門。乙炔在液態氧中積聚，有爆炸的危險。灰塵會磨損正在運作的機械。為了確保空分裝置長期安全運行，必須設置專門的淨化設備來去除這些雜質。最常見的空氣淨化方法是吸附和冷凍。分子篩吸附法在我國中小型製氮機中應用廣泛。

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5、空分塔

空分塔主要包括主熱交換器、液化器、蒸餾塔、冷凝蒸發器等。主熱交換器、冷凝蒸發器、液化器均為板式熱交換器。它是一種新型的全鋁金屬結構組合式隔板熱交換器。平均溫差很小，熱交換效率高達98-99%。蒸餾塔是一種空氣分離設備。塔式設備的類型是根據內部部件來劃分的。帶有篩板的篩板塔稱為篩板塔，帶有泡罩板的泡罩塔稱為泡罩塔，帶有堆積填料的填充塔稱為篩板塔。篩板結構簡單，易於製造，板效率高，因此在空氣分餾塔中廣泛應用。填料塔主要用於直徑小於0.8m、高度不大於7m的精餾塔。泡罩塔由於結構複雜、製造困難，目前已很少使用。

6.透平膨脹機

它是製氮機用來產生冷能的旋轉葉片機器。它是在低溫條件下使用的燃氣渦輪機。透平膨脹機依氣體在葉輪內的流動方向分為軸流式、向心徑流式和向心徑流式；按氣體在葉輪內是否繼續膨脹分為反擊式和衝擊式。繼續擴張是反擊式的。型，不再繼續擴大，成為衝擊型。單級徑向軸流衝擊式透平膨脹機廣泛應用於空分設備。深冷空分制氮機設備複雜、佔地面積大、基礎建設費用高、設備一次性投資高、運作成本高、產氣慢（12～24小時）、安裝要求高、週期長。綜合考慮設備、安裝及基礎建設因素，3500Nm3/h以下設備同規格PSA設備投資規模比深冷空分設備低20%~50%。低溫製氮裝置適用於大規模工業製氮，但中小型製氮則不經濟。