這樣,如果將吸附時間控制在1分鐘以內(nèi)的話,就可以將氧和氮初步分離開來,也就是說,吸附和解吸是靠壓力差來實現(xiàn)的,壓力升高時吸附,壓力下降時解吸。而區(qū)分氧和氮是靠兩者被吸附的速度差,通過控制吸附時間來實現(xiàn)的,將時間控制的很短,氧已充分吸附,而氮還未來得及吸附,就停止了吸附過程。因而變壓吸附制氮要有壓力的變化,也要將時間控制在1分鐘以內(nèi)。
分子篩空分制氮
以空氣為原料,以碳分子篩作為吸附劑,運用變壓吸附原理,利用碳分子篩對氧和氮的選擇性吸附而使氮和氧分離的方法,通稱PSA制氮。此法是七十年代迅速發(fā)展起來的一種新的制氮技術(shù)。與傳統(tǒng)制氮法相比,它具有工藝流程簡單、自動化程度高、產(chǎn)氣快(15~30分鐘)、能耗低,產(chǎn)品純度可在較大范圍內(nèi)根據(jù)用戶需要進行調(diào)節(jié),操作維護方便、運行成本較低、裝置適應性較強等特點,故在1000Nm3/h以下制氮設備中頗具競爭力,越來越得到中、小型氮氣用戶的歡迎,PSA制氮已成為中、小型氮氣用戶的方法。
氣體分子運動時對容器壁的撞擊時產(chǎn)生的力稱壓力。對容器單位面積所產(chǎn)生的壓力叫壓強。壓強的單位習慣上使用毫米汞柱(mmHg)/平方厘米(cm2),國際通用(法定計量)帕(Pa)、千帕(kPa)、兆帕(MPa)。經(jīng)換算1mmHg=133.3Pa=0.1333kPa,1MPa=1000kPa=1000000Pao1ATA=0.1MPa。
包圍在地球表面一層很厚的大氣層對地球表面或表面物體所造成的壓力稱為“大氣壓”,符號為B;直接作用于容器或物體表面的壓力,稱為“壓力”,壓力值以真空作為起點,符號為PABS。
用壓力表、真空表、U型管等儀器測出的壓力叫“表壓力”(又叫相對壓力),“表壓力”以大氣壓力為起點,符號為Pg。三者之間的關(guān)系是:PABS==B+Pg。
純度
純度是氣體的一個重要技術(shù)參數(shù)。舉氮氣為例,按國標氮氣的純度分為工業(yè)用氮氣、純氮和高純氮三級,它們的純度分別為99.5%(O2小于等于0.5%),99.99%(O2小于等于0.01%)和99.999%(O2小于等于0.001%)。
流量、體積流量、質(zhì)量流量
流量是指氣體流動過程中,單位時間內(nèi)通過任一截面的氣體量。流量有兩種方式來表示,即體積流量和質(zhì)量流量。前者指通過管路任一截面的氣體體積,后者為通過的氣體質(zhì)量,在氣體工業(yè)中一般均采用體積流量以m3/h(或L/H)為計量單位。因氣體體積與溫度、壓力和濕度有關(guān),為便于比較通常所說的體積流量是指標準狀態(tài)(溫度為20℃,壓力為0.101MPa,相對濕度為65%)而言,此時的流量以Nm3/h為單位,"N"即表示標準狀態(tài)。
吸附是氣體中一個或多個組分在多孔固體表面的選擇性濃縮,被吸附的組分稱作吸附介質(zhì),多孔固體稱為吸附劑。吸附劑與吸附介質(zhì)的連接力是化學鍵,而吸附介質(zhì)的解析靠升溫或降低該組分在氣壓中分壓。另一種情況是吸附組分與固體吸附劑去化學反應時,稱為化學吸附,化學吸附一般情況下不能再生。
膜滲透指在氣體凈化過程中聚合物分離氣體是基于一個或多個氣體組分從膜的一邊選擇性的滲透到另一邊。該組分溶解于聚合物膜的表面,并沿著膜傳遞形成一濃度差,保持此濃度差是靠膜一邊組分的分壓膜另一邊該組分的分壓。