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天然气气体过滤的方法和广泛应用

发布:zylqadmin 浏览:42次

气体过滤的方法和广泛应用


由于工业要求,各种气体一般都要过滤分离,其用途和分离方法如下:


工业气体是指氧气、氮气、氩气、氖气、氦气、氪气、氙气、氢气、二氧化碳、乙炔、天然气等。由于其固有的物理和化学特性,这些气体在国民经济中发挥着重要的作用,并且普及和应用非常迅速,几乎渗透到各行各业。

气体产品作为现代工业的重要基础材料,应用范围十分广泛。冶金、、钢铁、、石油、、化工、、机械、、电子、、玻璃、、陶瓷、、建材、、食品加工、、医药医疗等部门。使用大量常用气体或特殊气体。

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工业气体消耗大的传统行业包括:炼钢、炼铁、有色金属冶炼、化肥生产、乙烯、丙烯、聚氯乙烯、人造纤维、合成纤维、硅橡胶制品、石油化工如电缆、合成革、机械行业焊接、金属热处理、氦气泄漏、浮法玻璃生产等。由于这些传统行业近年来的快速发展,工业气体的消耗已经达到顶峰。正在挖掘的工业用气行业有:煤矿灭火、石油开采、煤气化及煤液化、玻璃熔窑、水泥生产窑、耐火材料生产窑、砖窑等工业炉、食品速冻。食品气调包装、啤酒保鲜、国防工业中的光学、燃料、超导材料生产、电子产品、半导体、光纤生产、农业、畜牧业、渔业、废水处理、漂白纸浆、垃圾焚烧、破碎废旧轮胎等环保产业、建筑、气象、文化、文物保护

正在测试工业气体应用的行业包括:固体氮生产、燃料电池生产、磁性材料生产、超细加工、天然气发电、压缩天然气汽车、氢能汽车生产等。


工业用气较多的行业,如钢铁、化肥、化工、玻璃化纤等行业,都自建了产气设备,实行自产自销的经营方针。一些工业用气较少的行业主要依靠市场购买工业用气。


工业上常用的气体分离方法和原理


常用的工业气体有氧气、氮气、氩气、二氧化碳、液氨、液氯、乙炔气、氢气等。工业气体的生产方法有很多,一些常见的生产方法要简单介绍一下。


一、氧气


工业氧气的生产方法主要采用空气过滤分离系统(简称空气分离法)。其基本原理是将空气液化,然后在液化分离器中根据空气中各组分沸点的不同对空气进行分离精馏,产生氧气。大型制氧机组的研发和应用使制氧能耗不断降低,容易产生各种空分产品(如氮气、氩气等惰性气体等)。)的同时。为了便于储存和运输,液化分离器分离出的液氧被泵入低温液体储罐,然后通过罐车运输到各低温液化永久气体充装站。液氮、和液氩也用这种方法储存和运输。


两、氮


工业氮气的主要生产方法是使用自动过滤器去除和分离有害物质。这样生产的氮气纯度高,能耗低。变压吸附技术是利用5A碳分子筛选择性吸附空气中的成分,分离氧气、氮气制取氮气。氮气产品、压力高、能耗低,产品纯度可满足国家标准要求:工业氮气98.5%,纯氮气99.95%。


三、氨

氨的制备方法主要采用气体过滤分离器直接分离。流程如下:在水煤气发生炉中,将空气和蒸汽吹入红色热焦中,得到氮气、和氢气的混合气体,然后通过洗涤换热、冷凝二氧化碳和吸收二氧化碳的生产工艺制得原料气。精制后的混合气体通过过滤器、冷却器、氨分离器和加热器送入合成反应器,液氨由分离器分离。


四、氯


工业用氯的主要制备方法是电解饱和盐水。通过电解熔化氯化物以制备活性金属来获得高纯度的氯。氯化氢是有机合成工业的副产品,可被空气或氧气催化氧化转化为氯气。


五、乙炔气体


乙炔的生产方法主要有电石水解、高温燃烧裂解甲烷或碳氢化合物法和等离子裂解法。电石水解工艺流程短,产品纯度高,但能耗高。大多数溶解乙炔生产都使用这种方法。根据乙炔的溶解特性,将乙炔气体压缩后充入溶剂中,储存在装有多孔填料的钢瓶中。丙酮作为一种优良的溶剂,被钢瓶内的填充物吸收,溶解释放乙炔,可以增加钢瓶的有效容积,降低乙炔气体的爆炸性能。整体硅酸钙多孔填料能均匀吸附丙酮,防止乙炔分解爆炸的传播。推广使用溶解乙炔气瓶,不仅使用方便,提高工作效率,而且改善环境,节约电石消耗。但应保证气瓶内的多孔填料不被损坏或污染,丙酮溶剂的充装量应满足乙炔气体充装的需要,以保证安全可靠。溶解乙炔生产的充装过程如下:粗乙炔气产生后,经化学净化除去硫、磷等杂质,然后压缩干燥,装入溶解乙炔气瓶。

六、氢


工业氢气的生产方法主要有:矿物燃烧转化制氢、水电解制氢或使用专用氢气过滤器的半水煤气法制氢。水电解制氢方法技术可靠、操作简单、维护方便、无污染、制氢纯度高,但耗电量大,成本高,一定程度上制约了生产发展。主要供对氢气纯度要求高、氢气用量不太多的用户使用。但随着新技术的应用,促进了水电解技术的改进,水电解制氢技术的成本和功耗不断降低,有望成为“清洁能源”***重要的生产方式。


七、氩气


氩气是大气中含量***多的惰性气体,其制备方法主要包括空气分离。制氧过程中,从液化分离器中分离出沸点为-185.9的馏分,得到液态氩。

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1.使用


用于焊接、不锈钢制造、熔炼、化学气相沉积、晶体生长、热氧化、外延、扩散、多晶硅、钨离子注入、载流、烧结等。用作标准气体、平衡气体、零气体等。


2.制造方法


从空气分离获得的氧气中蒸馏、分离和提取


氩在常温常压下是无色、无嗅、无味、无毒的惰性气体,在空气中的含量约为1%。不可燃,无腐蚀性,微溶于水和有机溶剂。在101.325千帕的水中溶解度分别为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,在某些溶剂中的溶解度分别为: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,环己烷30.6毫升/100毫升,苯22.1毫升/100毫升。

3.毒性和安全保护


氩气本身无毒,但浓度高时会窒息。当空气中氩气浓度高于33%时,即氧气浓度低于平时的2/3以下时,有窒息的危险。当氩气浓度超过50%时,出现严重症状,当浓度超过75%时。会在几分钟内死亡。


窒息的症状有:呼吸加快、注意力下降、肌肉运动障碍、判断力下降、所有感官丧失、情绪不稳定、全身乏力、恶心、、呕吐、、虚弱、、意识丧失、、痉挛、、嗜睡、死亡。


液态氩会导致人的眼睛发炎,触摸皮肤时会冻伤。


氩气可以储存在玻璃瓶或钢瓶里。在储存和运输过程中,应轻拿轻放,防止损坏和高温。氩气没有腐蚀性。常温下可使用碳钢、不锈钢、铜、铜合金、铝等一般金属材料以及一般塑料材料和弹性材料。聚四氟乙烯和聚三氟乙烯聚合物经常在低温下用作垫片、隔膜。

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