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关于工业气体的应用及总结

来源:/news/54.html 发布时间:2018-09-03
工业气体可以分为一般工业气体和特征工业气体,根据不同的用途组成不同的产品。
工业气体参数:
1.工业气体是指氧、氮、氩、氖、氦、氪、氙、氢、二氧化碳、乙炔、天然气等。由于这些气体具有固有的物理和化学特性,因此在国民经济中占有举足轻重的地位,推广应用速度非常快,几乎渗透到各行各业。气体产品作为现代工业重要的基础材料,应用范围很广,在冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医药医疗等部门,均使用大量的常用气体或特种气体。
2.工业气体用量最多的传统产业有:炼钢、炼铁、有色金属冶炼、化肥生产、乙稀、丙稀、聚氯乙稀、人造纤维、合成纤维、硅胶橡制品、电缆和合成革等石油化学工业、机械工业中的焊接,金属热处理、氦扦漏等,浮法玻璃生产等。由于这些传统产业在近几年发展迅速,工业气体的用量也达到高峰。
3.工业气体用量正在掘起的产业有:煤矿灭火、石油开采、煤气化和煤液化,玻璃熔化炉、水泥生产窑、耐火材料生产窑,砖瓦窑等工业炉窑、食品速冻,食品气调包装、啤酒保鲜、光学、国防工业中的燃料、超导材料生产、电子、半导体、光纤生产、农业、畜牧业、鱼业、废水处理、漂白纸浆、垃圾焚烧、粉碎废旧轮胎等环保产业、建筑、气象、文化、文物保护、体育运动、公安破案、医疗保健产业中的冷刀、重危病人吸氧、高压氧冶疗、人体器管低温冷藏、麻醉技术及氧吧等。
4.工业气体应用正在试验中的产业有: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。
5.工业气体用量较多的产业,如钢铁、化肥、化工、玻璃及化纤行业均自建气体生产设备,实行自产自销的企业经营方针,一些工业气体用量较少的产业,主要依靠市场购买工业气体。


工业中常用气体分离方法和原理

常用工业气体包括氧气、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较多,现择要简介一些常见的生产方法。 
一、氧气
工业氧气的生产方法主要有空气液化分离精馏法( 简称空分法)、水电解法和变压吸附法等。 空分法生产氧气的工艺流程大体是:吸收空气→二氧化碳吸收塔→压缩机→冷却器→干燥器→冷冻机→液化分离器→油分离器→气体储槽→氧气压缩机→气体充装。其基本原理是将空气液化后,利用空气中各组份沸点的不同在液化分离器进行分离精馏,制取氧气。
二、氮气
工业氮气的主要生产方法有空分法、变压吸附法、膜分离法和燃烧法等。
空分法制取的氮气纯度高,能耗低。变压吸附法制氮技术是采用5A碳分子筛对空气中的组份进行选择性吸附,将氧、氮分离制取氮气,氮气产品压力高、能耗低,产品纯度能达到国家标准要求:工业氮≥98.5%,纯氮≥99.95%。
三、氩气
氩气是大气中含量最多的惰性气体,其制取方法主要有空分法。在制氧工艺中,将沸点为-185.9℃左右的馏分从液化分离器中分出即得液氩。
四、二氧化碳
二氧化碳的制取方法主要有:生产石灰副产二氧化碳,酿酒发酵过程副产二氧化碳,重油、焦炭等燃烧产生二氧化碳,合成氨工业副产品二氧化碳等。目前,合成氨工业的原料大都为燃气、炼厂气、焦炉气和煤,其主要成份都是由不同氢碳比的烃类和元素碳构成,在高温下与水蒸汽作用生成以氢气和一氧化碳为主体的合成气,一氧化碳经变换成为二氧化碳。二氧化碳的提纯方法有:吸收法、变压吸附法、吸附精馏法和膜分离法。
五、氨气
氨的制取方法主要采用直接合成法。合成氨工艺流程是:在水煤气发生炉中往红热的焦炭上吹入空气和水蒸气,先得到氮气、氢气混合气体,然后用洗涤热交换、凝缩二氧化碳和吸收二氧化碳等生产工序制备原料气体。精制的混合气体经过过滤器、冷却器、氨分离器以及加热器送至合成反应器经分离器分离出液氨。
六、氯气
工业上用的氯气主要制取方法是电解饱和食盐水。纯度较高的氯气由电解熔融氯化物制备活泼金属时取得。利用空气或氧气可催化有机合成工业的副产品氯化氢,使之氧化而转化为氯气。
七、乙炔气
乙炔的制取方法主要有电石水解法、甲烷或烃类的高温燃烧裂解法和等离子体裂解法。电石水解法工艺流程短,产品纯度高,但能耗较大。大多数溶解乙炔生产采用此法。根据乙炔的溶解特性,将乙炔气压缩充入溶剂中,并被储存在充满多孔填料的钢瓶内。
八、氢气
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、通过半水煤气法制得氢。水电解制氢方法技术可靠、操作简单、维护方便、不产生污染、制氢纯度高,唯其电能消耗大,成本较高,生产发展受一定制约,主要供应氢气纯度要求高且用量不太大的用户使用。
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