I componenti principali dell'aria sono l'azoto (78%) e l'ossigeno (21%), quindi si può dire che l'aria è una fonte inesauribile per la preparazione di azoto e ossigeno.Impianto di ossigeno PSA.L'azoto viene utilizzato principalmente per l'ammoniaca sintetica, l'atmosfera protettiva per il trattamento termico dei metalli, il gas protettivo inerte nella produzione chimica (spurgo di tubazioni di avvio e arresto, sigillatura con azoto di sostanze facilmente ossidabili), stoccaggio del grano, conservazione della frutta, industria elettronica, ecc. L'ossigeno è utilizzato principalmente come ossidante in metallurgia, gas ausiliario, cure mediche, trattamento delle acque reflue, impianti di azoto ad adsorbimento a pressione oscillante e industria chimica.Come separare a buon mercato l'aria per produrre ossigeno e azoto è un problema a lungo termine studiato e risolto dai chimici.
L'azoto puro non può essere estratto direttamente dalla natura, quindi la separazione dell'aria è la prima scelta.I metodi di separazione dell'aria includono il metodo a bassa temperatura, il metodo di adsorbimento con oscillazione della pressione e il metodo di separazione della membrana.Con il rapido sviluppo dell'industria, l'azoto è stato ampiamente utilizzato nell'industria chimica, elettronica, metallurgia, alimentare, macchinari e altri campi.La domanda cinese di azoto sta crescendo a un tasso annuo superiore all'8%.La chimica dell'azoto non è vivida.È molto inerte in condizioni ordinarie e non è facile reagire con altre sostanze.Pertanto, l'azoto è ampiamente utilizzato come gas di manutenzione e di tenuta in metallurgia, elettronica, industria chimica e altre industrie.In generale, la purezza del gas di mantenimento è del 99,99% e alcuni richiedono più del 99,998% di azoto ad alta purezza.
Il generatore di azoto liquido è una comoda fonte di freddo, che è sempre più ampiamente utilizzata nella conservazione dello sperma nell'industria alimentare, nel lavoro e nella zootecnia.Nella produzione di ammoniaca sintetica nell'industria dei fertilizzanti, la miscela di idrogeno azoto nel gas di alimentazione di ammoniaca sintetica viene lavata e raffinata con azoto liquido puro.Il contenuto di gas inerte può essere molto basso e il contenuto di monossido di carbonio e ossigeno non deve superare 20 ppm.
La separazione dell'aria a membrana adotta il principio della permeazione, ovvero le velocità di diffusione dell'ossigeno e dell'azoto nella membrana polimerica non porosa sono diverse.Quando l'ossigeno e l'azoto vengono adsorbiti sulla superficie della membrana polimerica, a causa del gradiente di concentrazione su entrambi i lati della membrana, il gas si diffonde e passa attraverso la membrana polimerica, per poi desorbire sull'altro lato della membrana.Poiché il volume della molecola di ossigeno è inferiore a quello della molecola di azoto, la velocità di diffusione dell'ossigeno nella membrana polimerica è maggiore di quella della molecola di azoto.In questo modo, quando l'aria entra da un lato della membrana, si può ottenere aria arricchita di ossigeno dall'altro lato e si può ottenere azoto dallo stesso lato.
L'aria arricchita di azoto e ossigeno può essere ottenuta continuamente separando l'aria con il metodo della membrana.Allo stato attuale, il coefficiente di selettività della membrana polimerica per la separazione di ossigeno e azoto è solo di circa 3,5 e anche il coefficiente di permeabilità è molto piccolo.La concentrazione di azoto del prodotto separato è del 95 ~ 99% e la concentrazione di ossigeno è solo del 30 ~ 40%.La separazione dell'aria a membrana viene generalmente eseguita a temperatura ambiente, 0,1 ~ 0,5 × 106pa。
Tempo di pubblicazione: 18-gennaio-2022