变压吸附制二氧化碳装置
技术方案及报价书
报价单位：四川同盛科技有限责任公司
联系人：马文君
四川自贡鸿福水泥有限公司CO2 气体回收技术方案
第一部分公司简介
1.4 四川同盛科技有限责任公司变压吸附技术的特点：
变压吸附（PSA）技术是近 30 多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。其技术核心由工艺流程、吸附剂、吸附塔、程控阀门、控制技术等方面组成。在工艺流程上，四川同盛科技有限责任公司开发的多塔(5～20 塔)流程都具有因地制宜从实际出发的特点，可根据原料气组成、压力、产品质量、装置规模的不同有机地将 TSA、PSA、VPSA、多段 PSA技术结合在一起，为用户提供最合理、最经济的工艺解决方案；
在吸附剂研究上，同盛科技对国内外主要吸附剂生产厂家生产的吸附剂进行了大量的试验评选，筛选出了多种性能优良、价格适中的工业吸附剂。在吸附塔上，四川同盛科技有限责任公司开发了气体分布效果更好、床层死空间更小的新型结构吸附塔。在控制系统上，同盛科技开发“变压吸附专家系统”软件包可实现多塔连续自动切塔与恢复操作、变压吸附压力自适应调节、装置参数自动优化、系统安全联锁等功能，达到了国外先进水平。
第二部分工艺技术方案的选择及推荐意见
1.0 工艺技术方案的选
提纯 CO2 的方法有多种，大致可以分为化学吸收法、物理吸收法和物理吸附法三类为了达到经济合理的建设原则，本方案选择了化学吸收法的 MEA 法（方案一）和物理吸附法的 PSA 法（方案二）作为比较，为询价方最终决策提供依据。
1.1 方案一，新型 MEA 化学吸收法
化学吸收法是利用 CO2 为酸性气体可以与碱性物质反应的原理进行吸收分离。
常用的碱性吸收剂有：碱金属碳酸盐水溶液，乙醇胺水溶液等。其中碳酸钠溶液吸收法具有工艺技术成熟、设备简单和投资少的特点，国内不少以石灰窑气为气源的工厂
采用此法生产商品 CO2 ，但该法的主要缺点是生产率低。
因此，本方案采用目前先进的 MEA 法作为技术方案。
1.2 物理法
物理法可分为物理溶剂吸收法、薄膜渗透法、低温蒸馏法、吸附分离法等多种技术方法。
1.2.1 物理溶剂吸收法
物理溶剂吸收法具有与化学吸收法相似的特点，利用液体吸收剂对 CO2 的溶解度
与其它气体组份不同而进行分离。常用的溶剂有水（高压水洗法）、甲醇（低温甲醇洗法）、碳酸丙烯酯（碳丙法）等，物理溶剂吸收法要求在较高压力下进行。能耗很高，不予比较推荐。
1.2.2 低温蒸馏法
低温蒸馏法利用 N2、O2 及 CH4 等组分和 CO2 组份间沸点的差异，以蒸馏方法将 CO2 分离出来，主要应用于一些富含 CO2 的气田回收
CO2，供二次采油用。不予比较推荐。
1.2.3 膜分离法
膜分离法是以各种气体在薄膜材料中的渗透率不同来实现分离的方法，用于 CO2分离的膜分离器有中空纤维管束和螺旋卷板式两种，目前该法必须与其它分离工艺结合使用。不予比较推荐。
1.3 方案二，PSA 吸附分离法
吸附分离法则是利用吸附剂的平衡吸附量随组份分压或体系温度变化而不同的特性行分离操作的，纯属简单的吸附－－解吸物理过程，具有工艺简单、无毒、无污染（不
污染环境和气源本身）的特点，同时也不存在吸收法所要求的溶剂配制和溶剂损耗等问题。因此作为方案二，予以比较。
2.0 推荐意见
2.1 比较一览表：具体内容详见第三、四部分。
比较结果
1 装置总投资万元2210.23 2798.23 方案一好，投资少588.0 万元
2 装置占地面积M2 1800 3000 方案一好，占地少1200m2
3 1000Nm3 纯干CO2 计成本元386.1 175 方案二好，1000m3 CO2 成本少
211 元
4 1 年运行总成本万元2471 1120 方案二好，每年节省成本1351 万元
2.2 推荐意见：
两个方案优劣一目了然，推荐采用 PSA 吸附分离法。
第三部分
方案一新型 MEA 法水泥窑尾气提纯工业 CO2 气体装置技术方案及投资估算
1.0 装置概况
第一节 MEA 法技术方案
文中所述压力除特别注明外，全部为表压
1.1 目的：提供变压吸附法回收 CO2 装置
1.2 原料气组成：(v %)
组分CO2 CO O2 H20 N2 N0X Σ
V% 21.2 0.2 9.4 4.6 64.6 477mg/m3 100
1.3 原料气压力：常压 MPa(表压，以下同)。
1.4 原料气温度：124℃
1.5 原料气流量：42000 Nm3/h，询价方可提供流量：128911Nm3/h 。
1.6 产品气组成CO2 纯度：CO2≥99~99.5%（气态，V％）
产品 CO2 气中对氮氧化物含量不作要求。
1.7 产品气输出流量：8000 Nm3/h（8000 Nm3/h 100％CO2）
1.8 产品气输出压力5～10KPa
1.9 废气：废气输出压力 10KPa，流量：3138
2.4 Nm3/h，可作为反吹气体。
2.0 新型 MEA 技术化学反应机理
2.1 一乙醇胺（MEA）产品介绍别名：2-羟基乙胺，2-氨基乙醇
英文名：Monoethanolamine 分子式：H2NCH2CH2OH 分子量：61.08（按 1979 国际原子量表）理化性质：
常温下为无色、粘性液体，有氨味，溶于水，呈强碱性。能与水、乙醇相混溶。
腐蚀铜、铜化合物和橡胶。液体和蒸汽腐蚀皮肤和眼睛。可与多种酸反应生成酯、胺盐。沸点 170℃，熔点 10.5℃。技术指标：
细节剂量单位标准限度
含量% 99．0min
水分% 0．50max
色度Hazen 15max
用途：用于制药工业中合成杀菌剂，止泻剂：纺织工业中的荧光增白剂；染化工业中合成高级染料；橡胶工业和油墨工业中的中和剂；也用于表面活性剂剂、防锈剂、清洗剂、防腐剂、油漆制造、有机合成原料和酸性气体吸收剂。包装：195kg/桶
2.2 化学反应机理
由本公司开发的新型 MEA 低分压 CO2 提纯技术，采用 MEA 为主体，配入一定量的活性胺 ACA 组成复合胺水溶液吸收剂。
复合胺水溶液吸收 CO2 的效果较纯 MEA 效果好，与 CO2 反应生成碳酸盐化合物，
加热就可以使 CO2 分解出来。但 MEA 碱性较强，能与 CO2 进一步生成比较稳定的氨基甲酸盐。由一乙醇胺的结构式可知，每个一乙醇胺分子有一个羟基和一个胺基，通常认为
羟基可降低化合物蒸气压，并增加在水溶液中的溶解度，而胺基则在水溶液中提供了所需的碱度，促使对酸性气体的吸收。一乙醇胺水溶液吸收石灰窑气中 CO2 所发生的主要反应这些反应均为可逆反应，其平衡与溶液的温度及CO2 分压有关。从化学反应计量关系可知道 MEA 的最大吸收容量为 0.5mol CO2/mol MEA，同时形成稳定的氨基甲酸盐，在解吸过程中需要较多的能量才能分解，导致解吸能耗较大。氨基甲酸盐对设备的腐蚀性较强，又能形成水垢。因而，一般采用 10-12%的水溶液来回收 CO2，其酸性负荷约 0.3-0.4mol CO2/molMEA。MEA 低分压 CO2 回收新技术选用了一种活性胺，形成了以 MEA 为主体的复合胺。活性胺与 CO2 的反应机理与 MEA 不同。该活性胺与 CO2 反应不形成稳定的氨基甲酸盐，其最大吸收容量为 1 mol CO2/mol aMEA 胺。
总反应方程式为：
CO2 + R2NH + H2O R2NH2+ + HCO3ˉ (7)
MEA 在回收 CO2 过程中，易与O2、CO2、硫化物、硝化物等发生化学降解，也易发生热降解，尤其与石灰窑气中 O2 的氧化降解居于首位。MEA 与 O2 的降解产物主要
有氨基甲醛、氨基乙酸、羟基乙酸、乙醛酸、草酸等，与 CO2 的降解产生物主要有恶唑
炳酮类，1—（2—羟乙基）—咪唑啉酮和 N—（2—羟乙基）—乙二胺等。MEA 降解问题一直是 MEA 法存在的难以解决的技术难题。MEA 降解产物的形成一方面促进胺损耗，另一方面加剧设备的腐蚀以及引起溶液发泡等问题，造成生产不稳定。另外，MEA 的降解与设备腐蚀相互促进，致使降解反应发展到一定程度时，则无法用蒸馏回收来控制，此时只有停车更换溶液，给厂方造成巨大的经济损失及环境污染。针对 MEA 易与 O2、CO2 等发生降
解反应的特性，IST-R aMEA 低分压 CO2 回收新技术选用了一套复合防腐剂，发现了一种胺抗氧化剂，很好地解决了设备腐蚀及胺降解等问题。
2HOCH2CH2NH2+CO2+H2O→(HOCH2CH2NH3)2CO3 (1)
(HOCH2CH2NH3)2CO3+ CO2+H2O→2HOCH2CH2NH3HCO3 (2)
2HOCH2CH2NH2+ CO2→HOCH2CH2NHCOONH3CH2OH (3)
3.0 流程框图
3.1 装置流程框图
3.2 物料衡算：装置产品 CO2 回收率 90％
气流名称
单组分合计
位 CO2 N2 CO O2 H2O
原料气1
v% 21.2 64.6 0.2 9.4 4.6 100.0
(湿基) Nm3/h 8904.0 27132 84.0 3948.0 1932.0 42000.0
v% 99.0 0.8 0.0 0.2 0.0 100.0
2 产品 CO2 气
3 废气
Nm3/h 8013.6 67.8 0.0 13.8 0.0 8095.2
v% 2.63 79.82 0.25 11.60 5.70 100.0
Nm3/h 890.4 27064.2 84.0 3934.2 1932.0 33904.8
4.0 流程叙述与流程特点
4.1 生产主流程叙述
原料气进入到 CO2 吸收塔吸收 CO2，吸收 CO2 后的富液由吸收塔底引出，经富液泵加压后送入 CO2冷凝器回收再生热量，富液初步升温后进入贫液换热器，与从再生塔底部出来的贫液换热，温度再次上升后进入再生塔上部进行再生反应。再生所需热量由
蒸汽再沸器提供，再生塔顶出来的再生气经 CO2 富液的换热器及 CO2 冷却器水冷降温分离水份后为 99.0%产品 CO2，送出界区。
4.2 全流程叙述
ò将用户提供的约 0.001MPa,150℃的石灰窑气作为原料气，进入本装置。
ò首先将原料气通过洗涤塔水洗进行降温、除尘、部分脱除氮氧化物及硫，将原料气温度降至 40℃，再通过鼓风机加压至~0.015Pa 压力下进入吸收塔。
ò水洗后的原料气进入吸收塔后，原料气中的 CO2 组份与从塔顶喷淋而下吸收液
MEA(一乙醇胺) 逆流接触，发生反应，石灰窑气中的 CO2 被MEA 溶液吸收，形成固定的化合物，这种化合物具有很大的蒸汽压。
ò未被吸收的气体作为废气从吸收塔上部排出，这部分尾气在塔顶经洗涤冷却至≤45℃，再经塔顶高效除沫器除掉夹带的 MEA 后排入大气。该洗涤液经换热器冷却后返回洗涤液贮槽，再用洗涤液泵加压再次进入吸收塔洗涤段循环洗涤，采用新鲜软水补充量控制洗涤及吸收塔液位和水平衡。
ò对吸收塔吸收 CO2 过程而言，如果压力高则气相中 CO2 分压增大，吸收的推动力
就增大，故高压有利于吸收，相反，如吸收压力低，则吸收推动力减少，不利于吸收；在石灰窑气回收 CO2 装置中，由于石灰窑气中 CO2 含量仅为7~10%，压力提高虽可以减少吸收塔的直径，但电耗会相应增加，若压力过低，则为了使气体能克服设备阻力降，则需较低的空塔速度，导致吸收塔直径增加，综合以上各方面因素，一般情况下选择压力为0.008~0.01MPa。
ò在吸收塔吸收过程中，MEA 液不可能完全进行反应，部分未反应 MEA 溶液，会从
吸收塔顶部随排放气体带走，为了降低产品生产成本，在吸收塔顶部专门设计了洗涤回收循环系统，对排放的气体进行再次洗涤，以达到降低 MEA液损耗的目的；当循环液中的 MEA 液浓度达到 1%时，向吸收－再生系统排入，减少的循环液用脱盐水进行补充。
ò由于 MEA 对酸性气体，如 CO2、SO2、SO3、H2S 具有较高的溶解度和吸收速率，
对低分压酸性气体的脱除特别有效，根据典型石灰窑气的组成，其硫化物主要由 SO2 组成，在水洗降温过程中，大部分 SO2 被脱除，SO2在水中的溶解度能达到 95%。ò一乙醇胺是无色具有氨样气味的粘稠液体，能以任何比例溶于水，能溶于大多数含氧有机溶剂，但不溶于烃类。
ò虽然上述反应都生成了固定的化合物，但在正常情况下，它们具有相当大的蒸汽压，
平衡溶液的组成将随溶液面上酸性气体分压而变化，由于这些化合物的蒸汽压随温度升高迅速升高，因此加热便能使被吸收的气体从溶液中蒸发。
ò从原则上讲，吸收液浓度可任意选择，但在实际生产过程中需根据腐蚀性、能耗、活性组份消耗等诸多因素来确定适当的浓度，一般情况下为15~20%，有时也可采用低达 10%或高达 28%浓度的吸收液，本工艺方案综合各种装置实际运行数据，把吸收液浓度控制在
15~20%范围内操作较佳。
ò经吸收塔吸收 CO2 达到平衡的 MEA 溶液，我们称为富液。富液自塔底由富－液泵抽出，加压后依次经 II级贫－富液换热器，再生气冷凝器，I 级贫富液换热器，最终加热至98℃，经再生塔顶部液体分布装置喷淋入塔。
ò在再生塔内溶液中HOCH2NH3H3CO3、[HOCH2CH2NH4]2CO3、
HOCH2CH2NHCOONH3CH2OH 等固定化合物在 98℃温度下，分解释放出 CO2。 CO2 随同大量
的水蒸汽及少量 MEA 蒸气由塔顶引出，温度约为 98℃，压力约为0.025MPa；进入再生气冷却器与富液进行热交换后，再生气冷凝器的气体温度降至约 75℃，大量水蒸气被冷凝，凝液与气体再一同进入二级冷却器冷却至 40℃，然后去 CO2 分离器。
ò在 CO2 分离器内，气体夹带的凝液被分离，CO2 送后工序，凝液返回地下槽，再经回流泵重新送入系统。
ò对气液分离后的 CO2，进行精脱硫后再作为合格产品 CO2 输出，如果用户对硫化物要求不高，可以不进行精脱硫。
ò对吸收塔而言，温度低，一方面 MEA 液碱性强，有利于化学吸收反应，同时贫液
中酸性气体平衡分压低，有利于气体吸收，另一方面温度低降低了离开吸收段气体中 MEA 液分压，减轻了洗涤段负荷，操作中应注意贫液冷却器贫液温度，尽量控制在低于 45℃操作。
ò对再生塔而言，温度高有利于酸性气体的解吸，降低溶液再生度，增大溶液负载 CO2 能力，但过高的温度会导致 MEA液的降解，同时加大了再生系统的腐蚀作用，在实际运行过程中，需要对两者进行兼顾，通常再生塔底部温度控制在 110℃，而与此对应塔顶温度为96℃。
ò从再生塔下部排出的吸收液冷却后经贫液泵加压后与溶液换热，再经水冷降温至40℃过滤后输送到吸收塔，作为吸收塔的吸收液，反复循环使用。
ò为了使装置能稳定长期运行，防止 MEA 液对设备的腐蚀，本装置的所有设备全部采用不锈钢。
ò由于 MEA 液对设备的腐蚀性较强，在通常 MEA 浓缩装置中需要补充大量的缓蚀剂，造成产品生产成本增高的主要原因。其中金属离子特别是 Fe+3会严重降低 MEA 液的活性，导致 MEA 液的补充量加大，往往在装置开车初期反应不是很明显，随时间的延长，MEA 液活性降低较严重，补充量也相应增大。
ò在装置设计中，MEA 液的循环量操作的关键因素之一。在温度压力一定的情况下， MEA 液对 CO2的溶解度是一定的，循环量过小，吸收效率降低，出装置产品 CO2 收率会降低；而循环量过大，则能耗增加。在 MEA 液浓度一定时，选择溶液循环标准为：富液中≤0.35 摩尔分子 CO2/摩尔分子 MEA而有效酸气负荷＝富液再生度－贫液再生度如果溶液酸气负荷选择偏大，由于一个分子胺只与 0.5 分子 CO2 反应，而贫液中还残留一定量的 CO2，实际上溶液有效吸收 CO2 能力达不到，其结果是装置 CO2收率降低，此时我们需要加大溶液的循环量。
4.3 工艺技术特点及先进性
4.3.1 本方案采用本公司研制的特殊溶液配方，MEA 浓度高，再生蒸汽消耗低，节能
降耗。
4.3.2 采用特有的复合缓蚀阻降技术, 溶液中加入了胺类活化剂、抗氧化剂及缓蚀剂等，保证溶液长周期性能稳定，并减缓对设备的腐蚀，确保吸收液中活性组份,保证装置能长期、安全、稳定、经济地运行。
4.3.3 合理的热量平衡措施，充分利用系统的低温位热能量，以减轻外移热量负荷，有效降低冷却水耗量。
4.3.4 吸收塔顶部设置洗涤系统及高效沫装置，以保证出吸收塔气体中夹带液体量尽可能小，MEA 溶液耗量非常少。
4.3.5 CO2 纯度高、装置能耗低。
4.3.6 本工艺中设计了多级换热设备，尽可能回收系统本身的热量，单位产品消耗的蒸汽量较低。
4.3.7 设立溶液回收釜，可降低降解物，回收 MEA 溶液，降低了 MEA 溶液消耗及设备腐蚀。
4.3.8 再生塔顶出来的再生气 CO2 压力可在 0.001～0.05MPa 范围内调节。
4.4 特别说明：
1、如果将再生塔顶出来的再生气 CO2 压力从 5～10KPa 提高到为 50KPa，从技术上讲，只要将再生温度提高，是可行的，其最大优点是可以省去二氧化碳增压鼓风机，但再生温度则必须从 95--100℃提高到135℃以上，随着温度的升高，不仅蒸汽能耗增加，而且其腐蚀性也会随之增加，考虑到生产的安全性和稳定性，建议不予采用。
2、工厂现有烟道气引风机，出口直排大气，如果本项目所用原料气（占 1/5）由该引风机分流提供，则必须对另外 4/5的气流进行限流增压，不仅将增加电耗，而且可能影响全系统的操作条件。因此，本方案推荐增加原料气鼓风机。
第四部分方案二PSA 法
石灰窑尾气提纯工业 CO2 气体装置技术方案及投资估算
1.0 装置概况
第一节 PSA 法技术方案
文中所述压力除特别注明外，全部为表压
1.1 目的：提供变压吸附法回收 CO2 装置
1.2 原料气组成：(v %)
组分CO2 CO O2 H20 N2 N0X Σ
V% 21.2 0.2 9.4 4.6 64.6 477mg/m3 100
1.6 原料气压力：常压 MPa(表压，以下同)。
1.7 原料气温度：124℃
1.8 原料气流量：42000 Nm3/h，询价方可提供流量：128911Nm3/h 。
1.6 产品气组成要求CO2 纯度：80％（V）
产品 CO2 气中对氮氧化物含量不作要求。
1.7 产品气输出流量：10000 Nm3/h （8000 Nm3/h 100％CO2）
1.8 产品气输出压力0.02MPa
1.9 吸附废气：
吸附废气输出压力 0.12MPa，流量：30335.7 Nm3/h，可作为反吹气体，取消反吹风机。（反吹风机的主要参数为：型号 Y5-47№8C，全压 2560Pa，风量 24000m3/h）
1.10 对原料气组分的分析：
本公司在得到原料气条件后，与询价方进行了电话交流，预计今后尾气中的空气量会得到一定程度地控制，O2含量也会有所下降，但下降幅度目前尚无法确定，因此，本方案仍然按询价方提供的原料气条件制定。当今后原料气中 O2 含量下降时，有利于装置的运行。
1.11 对产品气 CO2 只要求 60％含量的分析：由于原料气中含有高达 6～9％的 O2，而产品气中对 O2 的要求小于 0.6％，根据变压吸附的工作原理，对 CO2 产品气而言，如果将 O2 含量控制到了小于 0.6％，则 N2 含量必然会小于 16％，CO2 产品浓度自然就会达到80％以上；反之，如果将要 CO2 产品气中的 N2 含量放宽到～40％，则 O2 含量自然就会达到2％以上，产品指标不能达标。如果一定要达到在O2 含量小于 0.6％，CO2 含量为 60％，唯一的方法是装置生产出 80％以上的 CO2 产品气后，加入纯 N2 气，将 CO2 产品气浓度稀释到 60％。
根据以上分析，本次方案暂时只作 80％浓度的方案。
2.0 流程框图与物料平衡
2.1 工艺流程框图
2.2 物料衡算：
CO2 回收率 90％。
CO2 N2 CO O2 H2O
原料气
v% 21.2 64.6 0.2 9.4 4.6 100.0
(湿基) Nm3/h 8904.0 27132.0 84.0 3948.0 1932.0 42000.0
1原料气(干基)
v% 22.2 67.7 0.2 9.9 100.0
Nm3/h 8904.0 27132.0 84.0 3948.0 40068.0
v% 2.9 84.1 0.2 12.8 100.0
2 净化气
3 产品 CO2 气
Nm3/h 890.4 25504.1 71.4 3869.8 30335.7
v% 82.34 16.73 0.13 0.80 100.0
Nm3/h 8013.6 1627.9 12.6 78.2 9732.3
3.0 工艺简述
本装置分为 4 个工段，包括水洗除尘工段，原料气压缩工段，TSA 预处理工段，PSA 提纯 CO2 工段。
ò水洗除尘工段：
原料气在气量 43000 Nm3/h，温度 1240C，氮氧化物 477mg/m3 及粉尘含量为 28.5 mg/m3 条件下，进入水洗工段，水洗工段的主要作用为：
1）降温：将原料气温度由 1240C 降低到 35～400C，
2）除尘：将原料气中粉尘含量 28.5 mg/m3 脱除到 10.0 mg/m3 以下。
3）脱除氮氧化物：将原料气中氮氧化物 477mg/m3 脱除到 50～300mg/m3。
ò TSA 预处理工段
水洗后的原料气由于仍然含有氮氧化物，具有很强的腐蚀性，在进入到压缩机前必须脱除，因此，水洗后的原料气进入到预处理工段，在脱除氮氧化物的同时，对原料气
进行了较为深度的干燥，确保后续原料气压缩机的安全运行。
ò原料气压缩工段：
经水洗及预处理净化后的原料气，进入到原料气压缩机工段，对原料气进行升压，从常压状态压缩到 0.16MPa，输送到下一工段提纯。
ò PSA 提纯 CO2 工段：
原料气 0.15MPa 压力下，进入到 PSA 提纯 CO2 工段，本工段是整个装置的核心。本工段由 8台吸附器和一系列程序控制阀门构成的变压吸附系统。在变压吸附系统中，任一时刻总是有 6 台吸附器处于吸附步骤的不同阶段，由吸附塔下部入口端通入原料，在出口端释放出大部分废气，有用的 CO2 气体在吸附剂上被吸附。每台吸附器在不同时间依次经历吸附(A)、压力均衡降(ED)、抽真空(V)、压力均衡升(ER)等步骤。吸附器的压力均衡降用于其它吸附器的压力均衡升。最后通过抽真空得到产品输出界区。
4.0 装置主要配置
4.1 非标设备共 17 台非标设备，总重 282.1 吨
名称规格主要材料数量(台)
水洗工段洗气冷却塔DN3400×14900 1Cr18Ni9Ti 1 洗气塔填料
TSA 工段水分离器DN22800 V=35m3 1Cr18Ni9Ti 2TSA 吸附器V=40m3 换热器F=250m2 Q345R 1
PSA 工段PSA 吸附器V=64m3 Q345R 8均压罐DN3200 V=80m3 Q345R 1
产品气缓冲罐DN3600 V=260m3 Q345R 1
合计17
4.2 吸附材料
吸附材料总重 485.2 吨
牌号合计重量（吨）
TSA 吸附塔TSA-210 75.6
PSA 吸附塔TSA-314 409.6
合计485.2
4.3 定型设备
设备名称型号
烟道气鼓风机（罗茨风机）ARH-700CM 2 315 265 16 1 开 1 备
原料气压缩机2D-350/1.5 3 950 800 80 2 开 1 备
真空泵 2BE1403-0 3 160 140 10 3 开 0 备
凉水塔进水 42℃出水132℃，400m3/h2695 2285 206
4.4 程序控制阀，共计数量 70 台
序号规格材质数量台
1 PN1.6 DN100 碳钢 4
2 PN1.6 DN300 碳钢9
3 PN1.6 DN350 碳钢10
4 PN1.6 DN400 碳钢32
5 PN1.
6 DN450 碳钢9
6 PN1.6 DN450 不锈钢 6
合计70
4.5 自控微机
本装置自控微机选用计算机控制德国西门子 S7－300 型一套4.6 仪器仪表
本装置仪器仪表见表下表：
序号名称单位数量生产厂家
1 压力变送器台16 四川仪表厂
2 差压变送器台 2 四川仪表厂
3 孔板及三阀组套 2 四川仪表厂
4 气动薄膜单座调节阀台 3 重庆川武
5 阀门定位器、减压阀台 3 重庆川武
6 电磁阀台70 美国 ASCO
7 阀检台70 德国P+F
8 阀检安全栅个35 德国P+F
9 模拟量安全栅个20 德国P+F
10 CO2 红外线在线分析仪台 1 南京分析仪厂
11 24V 电源箱台 2 成都智能仪表厂
12 就地仪表套 1 四川仪表厂
13 仪表柜块 2 成都智能仪表厂227
5.0 公用工程消耗
名称规格单位备注
电220V 8kWh/h 照明和仪表用电
380V 420kWh/h 真空泵实际用电
动力电6000V
265kWh/h 鼓风机实际用电
1600kWh/h 压缩机实际用电
仪表空气P=0.4-0.6MPa dp -20 ℃120Nm3/h
循环冷却水 0.4MPa ≤30℃ 400t/h 洗气塔、动力设备
蒸气 1.6 t/h
6.0、主要消耗及成本
装置消耗定额及直接成本见表 7（以生产 1000Nm3 纯 CO2
直接成本
单位价格分项成本
1 循环冷却水T 50元/吨 0.15 7.5
2 电度 300元/度 0.5 150
3 蒸气 T 0.2元/吨 80 16
4 仪表空气Nm3 15.0元/Nm3 0.1 1.5
小计175
7.0 装置占地面积～3000m2
8.0、装置投资估算
8.1 提交的设计文件
8.1.1 施工设计图（全套）装置界区平面布置总图工艺专用施工设计图自控仪表专业施工设计图设备专业施工设计图电气专业施工设计图给排水专业施工设计图土建基础施工图
8.1.2 施工设计说明书(全套)
8.1.3 操作运行说明书(全套)操作手册安全操作规程分析规程培训教材
8.1.4 技术服务内容
8.2 本装置界区范围总投资估算为：2798.23 万元。
本装置界区内软、硬件总投资为：2768.23 万元。
序号项目名称设备购置费安装工程费建筑工程费其它费用合计
一工程费用
1 非标设备595.88 28 623.88
2 动力设备740.0 20 760
3 程控阀门25
4 25.0 279
4 吸附剂 542.86 5.0 547.86
5 工艺管道190.0 190
6 自控微机系统18.0 3.0 21
7 仪器仪表64.49 32.0 96.49
8 电器设备及安装45.0 15.0 60
9 土建80.0 80
小计2260.23 318 80.0 2627.03
二其它费用
1 设计费 85.0 85.0
2 专有技术使用费40.0 40.0
3 技术服务费10.0 10.0
4 培训费
5 5
小计140 140
合计2260.23 318 80.0 140.0 2798.23
制氮机 制氮机，是指以空气为原料，利用物理方法将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。 根据分类方法的不同，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法，工业上应用的制氮机，可以分为三种。 制氮机是按变压吸附技术设计、制造的氮气设备。制氮机以优质进口碳分子筛（CMS）为吸附剂，采用常温下变压吸附原理（PSA）分离空气制取高纯度的氮气。通常使用两吸附塔并联，由进口PLC控制进口气动阀自动运行，交替进行加压吸附和解压再生，完成氮氧分离，获得所需高纯度的氮气。 中文名制氮机 含义制取氮气的机械组合 工作原理利用碳分子筛的吸附特性 主要分类深冷空分，膜空分，碳分子筛空分、 1工作原理 1. ? PSA变压吸附制氮原理 2. ?深冷空分制氮原理 3. ?膜空分制氮原理 2主要分类 1. ?深冷空分制氮 2. ?分子筛空分制氮 3. ?膜空分制氮 3设备特点 4系统用途 5技术参数 工作原理 PSA变压吸附制氮原理 碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮，其吸附量也随着压力的升高而升高，而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。因而，仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果进一步考虑吸附速度的话，就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。氧分子直径比氮分子小，因而扩散速度比氮快数百倍，故碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约1分钟就达到90%以上；而此时氮的吸附量仅有5%左右，所以此时吸附的大体上都是氧气，而剩下的大体上都是氮气。这样，如果将吸附时间控制在1分钟以内的话，就可以将氧和氮初步分离开来，也就是说，吸附和解吸是靠压力差来实现的，压力升高时吸附，压力下降时解吸。而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差，通过控制吸附时间来实现的，将时间控制的很短，氧已充分吸附，而氮还未来得及吸附，就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化，也要将时间控制在1分钟以内。
《二氧化碳的实验室制法》教学设计、教材分析： 教材在学习了氧气的实验室制法的基础上安排了二氧化碳的 实验室制法。这样安排可以使学生对氧气的认识得到巩固、补充和深化，通过小结氧气的实验室制法来总结出实验室制取气体的思路和方法。可以使学生分析问题、解决问题的能力、认识事物过程的能力得到发展和提高。从而为学生以后研究、探讨其它气体的实验室制法，指明了正确的学习顺序。 、设计思想： 因为本节课的重要性和典型性，在教学中力求做到以学为主， 学生是学习的主人，在教学过程中，教师是学习的组织者和引导者，建设一个以学生动脑、动口、动手的和谐的学习氛围，给学生在时间和空间上提供广阔的教学天地来培养学生的成功感，从而培养学生终身学习的能力。 、教学目标： 1．知识目标： 1)、通过分析氧气的实验室制法，使学生了解在实验室内制 取气体的方法和设计思路。 2)、探讨二氧化碳的实验室制法，使学生掌握实验室制取 氧化碳的原理和实验装置。 2．能力目标： (1) 、通过对氧气、氢气实验室制法的分析，培养学生对知识
的归纳总结能力。 2）、通过研讨二氧化碳的实验室制法来提高学生分析和解决 实际问题的能力。 3．情感目标： 1）、通过对气体实验室制法的设计思路和方法的归纳总结， 培养学生开阔的思维和思想。 2）、通过对二氧化碳实验室制法的研究和探讨，来激发学生 的学习欲望，创建一个和谐民主的学习氛围。 四、教学重点： 实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法。 五、教学难点： 从实验室制取气体的设计思路出发，学习二氧化碳的实验室 制取方法。 六、教学关键：实验室制取气体的设计思路 七、教学方法：实验探索、分析、对比、讨论、归纳等启发式教 学方法。 八、学生学法：学生比较、分析、归纳、总结的方法 九、教学手段：多媒体教学、教师演示实验（第二课时学生在实 验室分组演示） 、教学过程：学习目标：学习目标的展示让学生明确本节课的具体的学习目标和任务。 回忆：
PSA制氮机简介 碳分子筛变压吸附(简称:PSA)制氮装置，是一种新型的空气分离的高新技术设备，以压缩空气为原料，碳分子筛为吸 附剂，采用变压吸附流程制取氮气。在常温常压下，利用空气中的氧和氮在碳分子筛表面的吸附量的差异及氧和氮在碳分子筛中的扩散速率不同,通过可编程序控制器控制气动阀的启闭，实现加压吸附、减压脱附的过程，完成氧、氮分离，得到所需纯度氮气，氮气的纯度和产气量可按照客户要求调节。本公司生产的DFD系列普氮型制氮装置，氮气纯度为95%--99.999%，产气量为1Nm3 /h--3000Nm3 /h。 如果客户要求高纯度的氮气，则可以在DFD制氮装置后面配套我公司生产的加氢或加碳脱氧系列氮气纯化装置，纯度可以达到99.9999%，露点达到-70°C，氧含量为1ppm的高纯氮气。 PSA制氮机的特点 、成本低：PSA先进工艺是一种简便的制氮方法，开机后几分钟产生氮气，能耗低，氮气成本远远低于深冷法空分制氮和市场上的液氮。 2、性能可靠：进口微电脑控制，全自动操作，无需要特别训练的操作人员，只需按下启动开关，就可自动运转，达到连续供气。 3、氮气纯度稳定：完全由仪表监控、显示，确保所需氮气纯度。 4、选用优质进口分子筛：具有吸附容量大，抗压性能强，使用寿命长等特点。 5、高品质的控制阀门：优质的进口专用气动阀门可以保证制氮设备可靠地运转。 6、雄厚的技术力量和优良的售后服务：现场安装只需管道和电源，专业技术人员指导和定期回访，从而保证设备稳定可靠、长期运行。 PSA制氮机的应用领域 一．SMT行业应用 充氮回流焊及波峰焊，用氮气可有效抑止焊锡的氧化,提高焊接润湿性，加快润湿速度减少锡球的产生，避免桥接，减少焊接缺陷，得到较好的焊接质量。使用氮气纯度大于99.99或99.9%。 二．半导体硅行业应用 半导体和集成电路制造过程的气氛保护，清洗，化学品回收等。 三．半导体封装行业应用 用氮气封装、烧结、退火、还原、储存。维通变压吸附制氮机协助业类各大厂家在竞争中赢得先机，实现了有效的价值提升。 四．电子元器件行业应用 用氮气选择性焊接、吹扫和封装。科学的氮气惰性保护已经被证明是成功生产高品质电子元器件一个必不可少的重要环节。 五．化工、新材料行业行业应用 用氮气在化工工艺中创建无氧气氛，提高生产工艺的安全性，流体输送动力源等。石油：可应用于系统中管道容器等的氮气吹扫，储罐充氮、置换、检漏，可燃性气体保护，也应用于柴油加氢和催化重整。 六．粉末冶金，金属加工行业，热处理行业应用 钢、铁、铜、铝制品退火、炭化，高温炉窑保护，金属部件的低温装配和等离子切割等。 七.食品、医药行业行业应用 主要应用于食品包装、食品保鲜、食品储存、食品干燥和灭菌、医药包装、医药置换气、医药输送气氛等。 八. 其他使用领域 制氮机除了使用在以上行业以外，在煤矿、注塑、钎焊、轮胎充氮橡、橡胶硫化等众多领域也得到广泛使用。随着科技的进步和社会的发展，氮气装置的使用领域也越来越广泛，现场制气（制氮机）以其投资省、使用成本低、使用方便等优点已经逐渐取代液氮蒸发、瓶装氮气等传统供氮方式。 PSA制氮机的工艺流程图
《二氧化碳的实验室制法》教学设计 【设计思路】：本课学习实验室中如何制取二氧化碳，从而总结出实验室制取气体的思路。是研究二氧化碳的性质和用途的基础并给以后制取其它气体提供了思路，在本节课的教学中，我充分利用了STS 教育的思想和理论，使科学、技术与社会融为一体，从而更好的培养学生的环保意识，创新精神和实践能力。 【教法处理】：以学生分析、探究、实践为主，以教师提示、启发、辅导为辅。 【教学目标】： 1.知识与技能： （1 了解实验室中制取CO2的反应原理。 （2探究实验室中制备C02的装置。 （3了解实验室中制取气体的思路与方法。 （ 4 提高学生的动手能力和分析资料、推理判断的能力。 2.过程与方法：能合理使用课堂资料，并会利用这些资料设计实验方案。 3.情感态度与价值观：从寻找药品、设计装置和制取气体的过程中获取成就感，进一步增强学习化学的自信心。从化学原理与实际生活的联系中，增强学生的环保意识、创新精神和实践能力。 【教学重点、难点】： 探究实验室制取C02的方法，并制取C02. 【教学流程】： 课题导入---- 提出问题 --- 搜集资料---- 分析判断---- 实验探究---- 交流总结 【教具准备】：教师用具：多媒体、石灰水、酚酞、无色透明的塑料瓶（碳酸钠、石灰石、稀盐酸、稀硫酸、浓盐酸）。 学生用具：（1）仪器：锥形瓶、烧杯、大试管、集气瓶、长颈漏斗、（带导管的）双孔塞及单孔塞、带塞子的弯导管、盛水的烧杯（代替水槽）、酒精灯。 （2）药品：石灰石、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木条。 【教学过程】： 课题导入：教师表演魔术（向澄清的石灰水中滴入几滴酚酞，将变红的溶液倒入盛有二氧化碳的无色透明的瓶中，振荡，观察现象。） 【STS理念的运用】运用趣味演示实验，激发学生的兴趣和探究的欲望。引言：我们要表演好这个魔术，重要的是制取一瓶二氧化碳，怎样制取二氧化碳呢？这节课我们就来学习二氧化碳的实验室制法。 板书：二氧化碳的实验室制法 请同学们分组讨论一下：我们要研究清哪些问题，就能顺利的制取二氧化碳了？（学生讨论回答，教师板书记录） 我们首先需要研究的问题是：什么反应可以生成二氧化碳？ 【STS理念的运用】这一环节运用问题讨论法，进行设疑，培养学生分析问题、解决问题的能力，加深学生对问题的理解。 板书：1、反应原理 点燃 ［提问］：我们知道的能生成二氧化碳的反应有哪些？高温 ［回答］：C+O2 === CO2 C+2CuO===2Cu+CO2 点燃 ［提问］：这些反应能用于实验室制取CO2 吗？高温 C+O2 ==== CO2 材料好，反应快但不易收集 C+2CuO====2Cu+CO2 反应慢，需条件高
变压吸附式制氮设备 一、变压吸附制氮设备，即PSA制氮设备，其工作原理如下述： 变压吸附 (Pressure Swing Adsorption，简称PSA制氮) 是一种先进的气体分离技术，它在当今世界的现场供气方面具有不可替代的地位。一般PSA制氮选择优质进口碳分子筛（CMS）为吸附剂，它吸附空气中的氧气、二氧化碳、水分等，而氮气不易被吸附。 在吸附平衡的情况下，任何一种吸附剂在吸附同一种气体时，气体压力越高，则吸附剂的吸附量越大，反之，压力越低，吸附量越小。如上所述，使用较高压力的压缩空气，碳分子筛对氧气、二氧化碳、水分等的吸附量会增大，可以提高分子筛的吸附效率。 碳分子筛对氧和氮在不同压力下某一时间内吸附量的变化差异曲线如下图： PSA碳分子筛制氮装置中有两个装满碳分子筛的吸附塔，洁净、干燥的压缩空气进 入变压吸附制氮装置，流经装填有碳分子筛（CMS）的吸附塔。压缩空气由下至上流经 吸附塔，利用分子筛在不同压力下对 氮和氧等的吸附力不同，氧气、水、 二氧化碳等组份在碳分子筛微孔吸附， 未被吸附的氮气通过吸附塔，在出口 处富集，成为产品气，由吸附塔上端 流出，进入缓冲罐。经一段时间后， 吸附塔中碳分子筛吸附达到饱和，需 进行再生。（吸附塔内吸附再生简单示意图如左图） 再生是通过停止吸附步骤，降低吸附塔的压力来实现的。已完成吸附的吸附塔短期 均压后开始降压，脱除已吸附的氧气、水、二氧化碳等组份，完成再生过程。 两个吸附塔交替进行吸附和再生，从而产生流量和纯度稳定的产品氮气。两只吸附 器的切换由控制系统智能控制自动完成。
二、变压吸附制氮设备组成及工艺流程示意： 三、变压吸附制氮设备产品图片（只有制氮主机，不含配套设备）：
教案示例：二氧化碳的实验室制法之一 教学目标 1．使学生掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置和操作方法，提升学生分析和解决实际问题的水平。 2．简要介绍泡沫灭火器的原理，使学生对灭火和灭火器有大致印象。 实验准备 1．学生每组2人，事先备好相关的实验仪器。药品有大理石（碳酸钙）、碳 酸钠溶液、稀盐酸溶液、稀硫酸溶液。 2．教师应备好磁性小黑板一块、气体发生装置和收集装置图六幅，投影片一张（列表比较氧气、氢气和二氧化碳的实验室制法）。 教学过程 【引言】上节课学过二氧化碳的实验室制法，本节课再作进一步的研讨。先请同学们回答以下问题。 1．实验室里用什么药品制取二氧化碳？写出相关反应的化学方程式。 【回答】实验室里用稀盐酸跟大理石（或石灰石）反应来制取二氧化碳。 CaCO3＋2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 2．请一位同学向大家介绍你所做过的两个家庭小实验：①纯碱跟醋酸反应。 ②鸡蛋壳跟盐酸反应。你在实验中看到哪些现象，得出什么结论？ 【回答】①纯碱跟醋酸反应，产生二氧化碳气体。它使点燃的蜡烛火焰熄灭。 ②鸡蛋壳跟盐酸反应，产生的气体使澄清石灰水浑浊，说明生成的气体是二氧化碳。鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐。 【讲解】纯碱（碳酸钠）、大理石、鸡蛋壳（主要成分是石灰石）都是碳酸盐。盐酸、醋酸都是酸。碳酸盐跟酸反应会生成碳酸，碳酸不稳定，容易分解，生成二氧化碳。这就是实验室制取二氧化碳的反应原理。 【板书】 一、实验室制取二氧化碳的反应原理 反应原理：碳酸盐跟酸反应，生成二氧化碳。
【讨论】是不是任何碳酸盐和任何酸都能作实验室制取二氧化碳的药品？ 【设问】实验室制取二氧化碳时，能不能把碳酸钙换成碳酸钠，能不能用硫酸代替盐酸？这是上一节课布置给同学们思考的问题。现在请大家动手做实验，通过观察实验现象、来分析解决这个问题。 【实验】(1)将石灰石分别加入盛有稀盐酸、稀硫酸试管中，观察发生的现象 （两支试管同时做对比实验）。 (2)将石灰石和碳酸钠分别加入盛有稀盐酸的两支试管中，观察发生的现象。【提问】请两位同学分别描述实验中看到的现象。 【回答】(1)石灰石跟稀盐酸反应，产生大量气泡。石灰石跟稀硫酸反应，开 始有气体产生，过一会儿气泡逐渐减少，以至反应停止。 (2)碳酸钠跟稀盐酸反应十分剧烈，迅速产生大量气体。石灰石跟稀盐酸反应比碳酸钠缓和，也能生成大量气体。 【讲解】从上述两个实验可知，用硫酸代替盐酸跟石灰石反应，虽能产生二氧化碳，但是生成的硫酸钙微溶于水。它会覆盖在块状石灰石表面，阻止碳酸钙跟硫酸接触。而碳酸钠跟盐酸反应太快，生成的二氧化碳不容易收集。所以，实验室里通常是用石灰石跟稀盐酸反应来制取二氧化碳的。 从上述分析能够看出，研究制取气体的反应原理时，不但要看该反应能不能发生，还要考虑到所选择的药品能不能顺利地制取气体。在家庭小实验中，同学们已经了解醋酸也能跟碳酸钙反应，产生二氧化碳。但是醋酸是弱酸，反应较慢，实验室也不采用。可见对具体问题要作具体分析，灵活掌握。 【板书】在实验室里常常用石灰石（或大理石）跟稀盐酸反应来制取二氧化碳：CaCO3+2HCl CaCl2＋CO2↑十H2O 【练习】选择合适的药品和仪器装置，分别制取氧气、氢气和二氧化碳。将准确的答案填在下表空格中。 提供选择的药品有石灰石、碳酸钠溶液、氯酸钾、高锰酸钾、锌粒、铜片、稀硫酸、稀盐酸。 提供选择的仪器装置如下：
PSA变压吸附制氮设备培训资料 一、瑞气简介: 二、瑞气制氮设备的命名 □ □ —□ 产氮规格(N m3/h) 产品氮气纯度代码 制氮机类型： BGPN－普通常规型 PGPN－食品专用型 KYZD－矿用地面移动式 KYGD－矿用地面固定式 举例说明：BGPN295-1000表示普通常规型制氮机，产品氮气纯度为99.5%，产氮规格为1000Nm3/h。 三、设备组成及工作原理 1、设备组成 变压吸附制氮设备由空气净化组件、空气缓冲组件、PSA氧氮分离组件、氮气缓冲组件、电气控制系统五大部分组成。见图1 图1 2、工作原理
变压吸附制氮设备，是采用碳分子筛作为吸附剂，利用变压吸附的原理来获取氮气的 设备。在一定的压力下，利用空气中的氧、氮在碳分子筛表面的吸附量的差异，即碳分子筛对氧的扩吸附远大于氮，通过可编程序控制气动阀的启闭，达到A、B两塔交替循环，加压吸附、减压脱附的过程，完成氧氮分离，从而得到所需纯度的氮气。 吸附：高压正流空气通过吸附器，其中水分、 二氧化碳和大部分碳氢化合物被分子筛吸收。 再生：低压反流污氮通过吸附器，吸附在分子 筛上的水分、二氧化碳和碳氢化合物被低压污氮 带走。 均压：需要再生的吸附器和完成再生的吸附器 进行压力平衡，以减少切换损失。 减压：吸附器通过放空消音器减压到接近大气 压力。 升压：用PSA后空气流的一部分，将再生后 的吸附器升高到吸附压力。 一个吸附器从吸附结束到再次吸附的工作过程如下：吸附结束→均压→减压→再生冲洗 →均压→升压→再次吸附。详见图 3、空气净化组件-AC 空气净化组件又叫AC部分，碳分子筛是变压吸附设备的核心部份,油中毒是碳分子筛的主要失效形式之一,对水的吸附会降低碳分子筛对氧的能力,有油润滑的空压机排出的压缩空气通常含有油和水,所以,必须在压缩空气进入氧氮分离组件前除油除水。 空气净化组件由管道过滤器、冷冻干燥机、精过滤器、超精过滤器、活性炭除油器、自动排污阀、球阀等组成。见图2 空气净化组件：作用是除去压缩空气中的尘埃、水和油，为氧氮分离组件提供洁净的原料—空气。
变压吸附（ＰＳＡ）制氮机工作原理 １．概述 变压吸附法属于物理方法净化气体，原理是利用吸附剂对不同气体的吸附特性使气体净化、变压吸附的操作循环是在二个不同压力条件下进行，在高压下吸附混合气体中的杂质，低压下解吸，这中间没有温度变化，因此过程不需要热量，与其它需要供热的方法相比设备装置比较简单，但变压吸附的缺点是放空与吹净时有效气体的损失大． ２．变压吸附制氮装置工作原理 变压吸附制氮装置，是一种新型的空气分离设备，以压缩空气为原料，碳分子筛为吸附剂，采用变压吸附流程，在常温低压下，利用空气中的氧气和氮气在碳分子筛中的扩散速率不同，把氧气和氮气加以分离． ３．工艺流程 变压吸了会制氮装置工艺流程是用在常温下变压吸附法．变压吸附为无热源的吸附分离过程，碳分子筛对吸附组分（主要是氧分子）的吸附容量因其分压升高而增加，因其分压的下降而减少．这样，碳分子筛在加压时吸附，减压时解吸，放出被吸附的部分，使碳分子筛再生，形成循环操作． 变压吸附过程，循环过程包括：吸附、均压、降压、释放、冲洗、然后再充压、吸 变压吸附制氮装置工艺流程图 工作原理 空压机产生高压空气（0.６MＰa－0.８MＰa）经过空气储气罐缓冲—→Ｃ级过滤器（主要过滤压缩空气中的水分）—→冷干机干燥除水—→Ｔ级过滤器（主要过滤压缩空气中的水和油）—→Ａ级过滤
器（主要过滤压缩空气中的油）—→活性碳过滤器（过滤油）—→吸附塔１（进入吸附塔的压缩空气是经ＰＬＣ编程器控制1、2、3、4、5、6、7、8、9气动阀的关、闭来实现气体的流向、吸附塔的加压吸附、减压解吸的过程）—→吸附塔2—→氮气储气罐—→流量计—→仓房
二氧化碳的实验室制法教学设计Teaching design of carbon dioxide laboratory method
二氧化碳的实验室制法教学设计 前言：小泰温馨提醒，化学是自然科学的一种，主要在分子、原子层面，研究物质的组成、性质、结构与变化规律，创造新物质。是一门以实验为基础在原子层次上研究物质的组成、结构、性质、及变化规律的自然科学。本教案根据化学课程标准的要求和针对教学对象是 初中生群体的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划、并以启 迪发展学生智力为根本目的。便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。 一.知识教学点。 二.重、难、疑点及解决办法 1.重点：实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置和制取 方法。 2.难点：从实验室制取气体的设计思路出发，学习二氧化碳 的实验室制取 方法。 3.疑点：实验室制取二氧化碳，为什么不能用稀硫酸？ 4.解决方法 （1）采取讨论的形式，从学生学过的氧气和氢气的实验室 制法，归纳和总结出气体实验室制法的设计思路和方法。。 （2）通过演示和补充实验，组织学生分析讨论二氧化碳的 实验室制取方法，使学生掌握实验室制取二氧化碳的原理，提高 学生分析和解决实际问题的能力。 三.教学步骤 （一）明确目标
1.联系实验室制取氧气、氢气，学会实验室制取气体的一般方法。 2.掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置、使用的药品、仪器名称和收集方法。 （二）整体感知 本节主要采用讨论的形式，使学生掌握。 （三）教学过程 [复习提问]：（1）CO2有哪些物理性质和化学性质？ （2）实验室制取H2、O2的反应原理是什么？ [小结]：实验室制取氧气的原理是利用高锰酸钾或氯酸钾（用二氧化锰作催化剂），在加热条件下得到氧气。实验室制取氢气的原理是用金属锌和稀硫酸（或稀盐酸）反应得到氢气。 [教师活动]：投影出制取H2、O2的几套装置图，通过讨论得出这些装置图的适用范围： （1）当用固体反应，需要加热产生气体时，可采用制取氧气的装置； （2）当用固体与液体反应，不需加热就能生成气体时，可采用制取H2的装置（注意该气体难溶于水或酸）。 [提问]： （1）在实验室如何收集H2和O2，根据它们什么性质？ （2）如何检验H2和O2？ [学生活动]：通过讨论得出以下结论：
PSA 变压吸附制氮和故障处理探讨 雷志华 （浙江宁波春晓天然气处理厂，浙江宁波315830） 摘要：氮气是一种中性惰性气体，非活化状态下，氮气可作为保护气体用于防爆（惰化）或防止工作介质被氧化等场所， 被广泛用于石油化工、 天然气开采及加工、金属热处理、干燥和防腐保护等领域中。文章介绍了变压吸附制氮装置的配置、工作原理及PSA 制氮装置的应用以及简单故障处理。关键词：变压吸附；制氮装置；PSA ；故障处理；吸附分离系统中图分类号：TQ116文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）17-０００９－０２ ２００９年第１７期（总第１２８期） Ｃｈｉｎｅｓｅｈｉ－ｔｅｃｈｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ NO.17.2009 （CumulativetyNO.128） 中国高新技术企业 一、概述 氮气是一种中性惰性气体，非活化状态下，氮气可作为保护气体用于防爆（惰化）或防止工作介质被氧化等场所，被广泛 用于石油化工、 天然气开采及加工、金属热处理、干燥和防腐保护等领域中。 变压吸附制氮是近来发展起来的高效节能的新型气体分 离技术。 它利用空气作原料，在有电能的条件下制取氮气。国外ＰＳＡ工业制氮应用是在２０世纪８０年代初期，经过近３０多年研究开发，变压吸附装置在降低能耗、降低投资、工艺流程简化、提高可靠性方面，都有了很大的进步，得以广泛应用。 二、基本流程和配置 根据氮气用量和使用要求，各装置的流程略有差异，但是基本流程和配置为： 空气压缩机→储罐→管道过滤器→冷冻干燥机（或其他再生干燥塔）→（超）精过滤器→高效除油器→缓冲储罐→吸附塔Ａ／Ｂ（两塔流程）→粉尘过滤器→氮气缓冲储罐→氮分析仪→用户。 空气经压缩机压缩至０．８ＭＰａ，经空气储罐冷却至常温，再 经管道过滤器油液分离进入冷冻式干燥机，流经精过滤器、 超精过滤器和高效除油器除去油及液态水到达缓冲储罐，再进入碳分子筛吸附塔组成的变压吸附分离系统，压缩空气从容器底 部进入后，空气中氧气、 二氧化碳和水分被吸附剂选择吸附，其余组份（主要为氮气）则从出口端流出，经粉尘过滤器进入氮气 缓冲罐，经氮气缓冲罐后作为产品氮气输出。 之后，吸附塔经均压、减压至常压等过程，脱除所吸附的杂质组份，完成碳分子筛 的再生。两吸附塔循环交替操作， 连续送入空气，连续产出氮气。氮气经计量及氮气分析仪分析纯度达标后进入氮气输送总管供使用。上述过程，由ＰＬＣ控制系统自动控制。氮气纯度可高达９９．９９％，氮气压力基本设计在０．６ＭＰａ左右。 三、变压吸附制氮与再生技术基本原理 吸附剂是ＰＳＡ制氮设备的核心部分，变压吸附常使用碳分 子筛（ＣＭＳ），是一种非极性速度分离型吸附材料。常以煤为主要原料，纸张或焦油为粘结剂经过特殊加工而成活性碳，粒径平均为１．５ｎｍ，是一种半永久的吸附剂。分子筛在生产过程中添加磁性氧化铁，可大幅提高其吸附性能。ＣＭＳ充满微孔和空腔， 能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道 大的分子排斥在外，因而能把形状直径大小不同的分子、 极性程度不同的分子、 沸点不同的分子、饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。当气体与多孔的分子筛接触时，因分子筛表面分子与内部分子不同，具有剩余的表面自由力场或表面引力场，使气相中的可被吸附的氧分 子碰撞到分子筛表面后，即被吸附。 随着吸附的进行，吸附于表面的氧分子逐渐增加，吸附表面逐渐被氧分子覆盖，分子筛再吸附的能力下降，最终失去吸附能力，即达到吸附平衡；利用分 子筛吸附剂对不同气体组分在吸附量、 吸附速度（分子直径小的氧分子比分子直径稍大的氮分子在运动中的扩散速度要快 十倍） 、吸附力等方面的差异，以及吸附剂的吸附容量随压力的变化而变化，因此可在加压条件下完成混合气体的吸附分离过程，减低压力解吸所吸附的杂质组份，从而实现气体分离以及吸附剂的循环使用。 变压吸附制氮技术，一般采用ＰＳＡ碳分子筛为吸附剂（岩谷生产的１．５ＧＮ－Ｈ型分子筛），碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大（如图１所示），在短时间内（最佳吸附时间为６８秒）加压情况下，氧的吸附速度大大超过氮的吸附速度，氧分子被碳分子筛大量吸附，而氮分子吸附很少，利用该特性来完成氧氮分 离。 碳分子筛对氧的吸附容量随压力的降低而减少，减低压力，被吸附的氧分子则从碳分子筛中逸出，通过塔的下部进入消音器后排出大气，即可解吸，完成碳分子筛的再生。另外，碳分子筛对二氧化碳和水分也有吸附能力，且较易减压解吸。通常 ＰＳＡ制氮机采用双吸附并联交替进行吸附产氮，解吸再生，实 现氧、 氮分离，连续供气。图1碳分子筛对氧氮的吸附动力学曲线 9--
《二氧化碳制取的研究》 学案 西南交通大学附属中学化学组 任 洪编制 班级: 姓名 学习目标 （1）知道实验室制取二氧化碳的反应原理 （2）探究实验室制取二氧化碳的装置 （3）初步了解知道实验制取气体的思路和方法 旧知复习：实验室制备氧气的原理和装置 高锰酸钾制备氧气 双氧水与二氧化锰混合物制备氧气 药品 原理 装置 【探究活动】探究实验室制取气体的装置 实验室制取氧气（ 回忆实验室制取氧气的相关知识填写下表） 【归 纳】 确定气体发生装置时，考虑因素是 和 ； 确定气体收集装置时，考虑因素是 和 。 比较内容 实验室制取氧气 用KMnO 4 用H 2O 2溶液和MnO 2 反应物状态 反应条件 密度与空气比较 是否溶于水
查阅资料知，实验室制备二氧化碳的原理是采用稀盐酸和块状大理石（或石灰石，主要成分都是碳 酸钙）发生反应如下： 【随堂练习】 反应物状态 反应条件 密度与空气比较 溶解性及是否与水反应 氧气 固体与液体 反应 催化剂 比空气略大 不易溶于水且不与水反应 固体与固体 反应 加热 二氧化碳 【讨 论】 实验室制取二氧化碳的装置是否与制取氧气的装置相同？为什么？ 知识点：二、实验室制取二氧化碳的装置 或。 。。。。。。 【随堂练习】试标明提醒处注意事项 【讨 论】利用这套装置如何操作制备二氧化碳呢？
【回顾】实验室制备氧气的正确操作步骤是怎样的？ 【实验】实验室利用块状大理石和稀盐酸制备二氧化碳气体操作： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 【归纳】 a.利用排空气集气发收集氧气时，检验方法： b.利用排空气集气发收集氧气时，验满方法： c.利用排空气集气发收集二氧化碳时，检验方法： d.利用排空气集气发收集二氧化碳时，验满方法： 归纳总结（引导学生作结）作业：完成学案习题。 1、实验室制取二氧化碳原理； 2、实验室制取二氧化碳气体的装置； 3、实验室制取二氧化碳气体的操作步骤； 4、二氧化碳气体的检验和验满
变压吸附（PSA）制氮技术原理及工艺基本知识 一、基础知识 1 氮气知识 1.1 氮气基本知识 氮气作为空气中含量最丰富的气休，取之不竭，用之不尽。氮气为双原子气体，组成氮分子的两个原子以共价三键相联系，结合得相当牢固，致使氮分子具有特殊的稳定性，在巳知的双原子气体中，氮气居榜首。氮的离解能(氮分子分解为原子时需要吸收的能量)为941.69kJ?moL-1。氮的化学性质不活泼，在一般状态下表现为很大的惰性。在高温下，氮能与某些金属或非金属化合生成氮化物，并能直接与氧和氢化合。在常温、常压下，氮是无色、无味、无毒、不燃、不爆的气体，使用上很安全。 在常压下，把氮气冷至-196℃将变成无色、透明、易于流动的液氮。液氮将凝结成雪花状的固体物质。 氮气是窒息性气体，能致生命体于死亡。 氮气(N 2)在空气中的含量为78.084%（空气中各种气休的容积组分为：N 2 ：78.084%、 O 2:20.9476%、氪气：0.9364%、CO 2 :0.0314%、其它还有H 2 、CH 4 、N 2 0、0 3 、S0 2 、N0 2 等， 但含量极少），分子量为28,沸点：－195.8℃, 冷凝点：－210℃。 1.2 氮气的用途 氮气的惰性和液氮的低温被广之用作保护气体和冷源。以氮气为基本成份的氮基气氛热处理，是为了节能和充分利用自然资源的一种新工艺新技术，它可节省有机原料消耗。氮还有“灵丹妙药”之称而受人青睐，它和人的日常生活密切相关。例如，氮气用于粮食防蛀贮藏时，粮库内充入氮气，蛀虫在36h内可全部因缺氧窒息而死，杀灭1万斤粮食害虫，约只需几角钱。若用磷化锌等剧海药品黑杀，每万斤粮食需耗药费100多元，而且污染粮食，影响人民健康。又如充氮贮存的苹果，8个月后仍香脆爽口，每斤苹果的保鲜费仅需几分钱。茶叶充氮包裝，1年后茶质新鲜，茶汤清澈明亮，滋味淳香。 2 压力知识 变压吸附 (PSA)制氮工艺是加压吸附、常压解吸，必须使用压缩空气。现使用的吸附剂碳分子筛最佳吸附压力为0.75～0.9MPa, 整个制氮系统中气体均是带压的，具有冲
二氧化碳的实验室制法 一、教学目标 1知识与技能目标 使学生掌握在实验室中制取二氧化碳的药品、原理、装置、检验及验满等知识，同时培养学生逐步学会分析问题，探究实验，设计实验的能力。 2、过程与方法目标 （1）知道在实验室中制取气体的过程和方法； （2）初步学会运用比较、归纳、概括等方法分析问题，获取信息，初步学会设计实验。 3、情感态度与价值观目标 通过实验激发学生学习化学的兴趣和探究欲望，培养学生进行实验探究的意识和勤于思考的科学精神。 二、教学重、难点 重点：实验室制取二氧化碳的药品、原理、装置、操作及检验和验满的方法。 难点：实验室制取二氧化碳的装置设计与探究。 三、教学用具 实验所需的实验用品：大理石、稀盐酸、集气瓶、玻璃片、澄清的石灰水、大试管、导管、火柴等。 四、教学过程： 【引言】通过对已经学过的制取氧气和氢气了解实验室制取气体的一般思路和方法是： 1. 首先了解在实验室的条件下，用什么药品，通过什么化学反应制取这 种气体。 2. 根据反应物的状态、反应条件和生成气体的物理性质，来设计实验装 置，决定采用什么方法收集。 3. 需要通过什么实验来验证制得的气体就是所要制的气体。 二氧化碳是一种有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前为止，我们在前面的学习中，有哪些化学反应能够放出二氧化碳呢？（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录） 1. 木炭燃烧C+0 2--CO2 2. 蜡烛燃烧石蜡+ 02 --CO 2+H2O 3. 碱式碳酸铜热分解 4. 人或动物的呼吸 【教师】：上述第一个反应中反应物碳价格便宜，但反应前必须制备好氧气，操作麻烦，且收集二氧化碳气体很不方便；第二个反应中反应物蜡烛价格便宜，
杭州辰睿空分设备制造有限公司专业提供化工行业专用制氮机，产量从5-3000Nm3/h，纯度从95%--99.999%的氮气，可广泛应用于化工、电子、纺织、煤炭、石油、天然气、医药、食品、玻璃、机械、粉未冶金、磁性材料等行业。 PSA变压吸附制氮机参数 氮气流量：5-3000Nm3/h 氮气纯度：95-99.999% 氮气压力：0-0.6Mpa 露点：≤-40℃（常压下） PSA变压吸附碳分子筛制氮机 一、PSA变压吸附碳分子筛制氮机工作原理 变压吸附法（简称PSA）是一种新的气体分离技术，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。它是以空气为原材料，利用一种高效能、高选择的固体吸附剂对氮和氧的选择性吸附的性能把空气中的氮和氧分离出来。碳分子筛对氮和氧的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面的扩散速率不同，较小直径的气体（氧气）扩散较快，较多进入分子筛固相。这样气相中就可以得到氮的富集成分。一段时间后，分子筛对氧的吸附达到平衡，根据碳分子筛在不同压力下对吸附气体的吸附量不同的特性，降低压力使碳分子筛解除对氧的吸附，这一过程称为再生。变压吸附法通常使用两塔并联，交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮气流。 二、PSA变压吸附碳分子筛制氮机工艺流程 原料空气经空压机压缩后进入后级空气储罐，大部分油、液态水、灰尘附着于容器壁后流到罐底并定期从排污阀排出，一部分随气流进入到压缩空气净化系统。
空气净化系统由冷干机及三支精度不同的过滤器及一支除油器组成，通过冷冻除湿以及过滤器由粗到精地将压缩空气中的液态水、油、及尘埃过滤干净，使压缩空气压力露点降到2～10℃，含油量降至0.001PPm，尘埃过滤到0.01μm，保证了进入PSA制氮机原料气的洁净。 净化后的空气经过两路分别进入两个吸附塔,通过制氮机上气动阀门的自动切换进行交替吸附与解吸，这个过程将空气中的大部分氮与少部分氧进行分离，并将富氧空气排空。氮气在塔顶富集由管路输送到后级氮气储罐，并经流量计后进入用气点。 三、PSA变压吸附碳分子筛制氮机技术特点 1、原料空气取自自然，只需提供压缩空气和电源即可制氮气。设备能耗低，运行成本费用少。 2、氮气纯度调整方便，氮气纯度只受氮气排气量的影响，普通制氮纯度在95%－99.99%之间任意调节；高纯度制氮机可在99%－99.999%之间任意调节。 3、设备自动化程度高，产气快，可无人值守。启动、关机只需按一下按钮，开机10~15分钟内即可产氮气。 4、设备工艺流程简单，设备结构外形小，占地面积少，设备装置适应性强。 5、特殊气缸压紧装置，避免高压气流冲击导致分子筛粉化现象，行程超限时自动声光报警。 6、数显流量计带压力补偿、高精度的工业过程监控二次仪表，具有瞬时流量及累积计算的功能。（可选配） 7、进口分析仪在线检测，高精度，免维护。（可选配） 四、PSA变压吸附碳分子筛制氮机产品优势 经过多年的研发、试验与应用，我们在PSA制氮领域拥有多项独有的技术优势： 标准功能配置： 1、分子筛床层一次压紧报警、二次压紧自锁功能；
变压吸附制氮装置型号规格表(苏州恒大净化）HDFD-29型制氮机纯度：99% 型号规格产气量 Nm3/h）原料空气 （Nm3/h） 长×宽 （mm/mm） HDFD10-29 10 21 1400×800 HDFD20-29 20 42 1600×800 HDFD30-29 30 84 1800×900 HDFD40-29 40 126 1800×1000 HDFD50-29 50 156 2000×1000 HDFD60-29 60 198 2000×1000 HDFD80-29 80 238 2300×1200 HDFD100-29 100 316 2600×1200 HDFD150-29 150 396 3000×1400 HDFD200-29 200 594 3200×1800 HDFD300-29 300 792 3800×2000 HDFD400-29 400 1188 4200×2200 HDFD500-29 500 1578 4200×2200 HDFD600-29 600 1974 4600×2400 HDFD800-29 800 2370 5000×2400 HDFD1000-29 1000 3162 5000×2400 HDFD-39型制氮机纯度：99.9% 型号规格产气量 （Nm3/h） 原料空气 （Nm3/h） 长×宽 （mm/mm）HDFD5-39 5 30 1500×1000 HDFD10-39 10 60 1800×1200 HDFD20-39 20 90 2000×1200 HDFD30-39 30 120 2200×1400 HDFD40-39 40 144 2200×1400 HDFD50-39 50 180 2400×1400 HDFD60-39 60 240 2400×1400 HDFD80-39 80 300 2700×1600 HDFD100-39 100 436 3000×1600 HDFD150-39 150 570 3400×1800 HDFD200-39 200 864 3600×2200 HDFD300-39 300 1140 4200×2400 HDFD400-39 400 1422 4600×2600 HDFD500-39 500 1740 5000×2800 HDFD600-39 600 2280 5000×2800 HDFD800-39 800 2851 5400×2800 HDFD-59型制氮机纯度：99.999% 型号规格产气量 （Nm3/h） 原料空气 （Nm3/h） 长×宽 （mm/mm）HDFD5-59 5 30 1650×1100 HDFD10-59 10 60 1900×1300 HDFD20-59 20 120 2200×1400 HDFD30-59 30 189 2400×1500 HDFD40-59 40 252 2400×1600 HDFD50-59 50 318 2600×1600 HDFD60-59 60 378 2600×1600 HDFD80-59 80 504 2900×1800 HDFD100-59 100 630 3200×1800 HDFD150-59 150 948 3200×1800 HDFD200-29 200 1126 3600×2000 HDFD300-29 300 1896 3700×2400 HDFD400-29 400 2532 4400×2600 HDFD500-29 500 3162 4800×2800 HDFD600-29 600 3789 4800×2800 HDFD800-29 800 5064 5200×3000 HDFD-49型制氮机纯度：99.99% 型号规格产气量 （Nm3/h）原料空气 （Nm3/h） 长×宽 （mm/mm） HDFD5-49 5 21 1500×1000 HDFD10-49 10 42 1800×1200 HDFD20-49 20 84 2000×1200 HDFD30-49 30 126 2200×1400 HDFD40-49 40 156 2200×1400 HDFD50-49 50 198 2400×1400 HDFD60-49 60 238 2400×1400 HDFD80-49 80 316 2700×1600 HDFD100-49 100 396 3000×1600 HDFD150-49 150 594 3400×1800 HDFD200-49 200 792 3600×2200 HDFD300-49 300 1188 4200×2400 HDFD400-49 400 1578 4600×2600 HDFD500-49 500 1974 5000×2800 HDFD600-49 600 2370 5000×2800 HDFD800-49 800 3162 5400×2800
《二氧化碳的实验室制法》教学设计 一、教材分析 本节课在全书乃至整个化学学习过程中，有比较重要地位。它为培养学生在实验室中制取某种气体时，对药品的选择、装置的选择、所得气体的检验、实验装置的改进等提供了很好的素材和思路。本节课对学生今后学习元素化合物知识、化学实验基本操作、实验设计及探究能力等都打下良好的基础。 学生在前面已经初步学习了氧气、氢气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技能也已经具备，学生在前面也学习和了解了二氧化碳的部分物理及化学性质，在此基础上经过讨论类比即可解决。本节学习可关注实验中各种能力的训练。因此，在课堂教学设计中，要充分体现学生主体作用，让学生真正参与到实验探究的过程中。教师提出探究问题引发学生思考，通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个实验探究。 二、教学目标 1.知识目标：通过分析氧气、氢气的实验室制法，使学生了解在实验室里制取气体的方法和设计思路。掌握实验室制取二氧化碳的原理和实验装置。 2.能力目标：通过探究二氧化碳的实验室制法，进一步培养学生的观察能力和实验操作能力，提高学生分析和解决实际问题的能力。 3.情感目标：通过对实验的探究，激发学生的学习兴趣和探究欲，培养学生的合作精神和自主设计实验的能力，以及关注社会问题意识和情感。 三、教学重点难点 重点：实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法。 难点：从实验室制取气体的设计思路出发，学习二氧化碳的实验室制取方法。 四、教学方法 学生实验探究教学 五、教学用具 仪器：锥形瓶（或广口瓶、大试管）、长颈漏斗，带导管的单孔皮塞、集气瓶、玻璃片、导气管、镊子、药匙、火柴等。 药品：大理石（或石灰石）、碳酸钠粉末、澄清的石灰水、稀盐酸、稀硫酸等。 六、教学流程图
第一章总述 一、制氮机原理简介 变压吸附法（简称PSA）是一种新的气体分离技术，其原理是利用分子筛对不同气体分子“吸附”性能的差异而将气体混合物分开。变压吸附（PSA）制氮机是一种新型高科技设备,它具有设备成本低，体积小、重量轻、操作简单、维护方便、运行费用小、现场制氮快捷、开关方便、无污染等优点,。本厂生产的PSA空分制氮设备广泛运用于石油化工、电炉炼钢、玻璃生产、造纸等行业和领域，设备运行稳定，安全可靠，深受广大用户的青睐。 三、制氮工作原理： 1、变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂，利用加压吸附，降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气，从而分离出氮气的自动化设备。碳分子筛是一种经过特殊的孔型处理工艺加工而成的，表面和内
部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂.其孔型分布特性使其能够实现O2、N2的动力学分离。碳分子筛对O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别，O2分子在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率，N2分子扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大，而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2。 变压吸附制氮正是利用碳分子筛的选择吸附特性，采用加压吸附，减压解吸的循环周期，使压缩空气交替进入吸附塔（也可以单塔完成）来实现空气分离，从而连续产出高纯度的产品氮气。 四、制氮基本工艺流程： 制氮机基本工艺流程示意图 空气经空压机压缩后，经过除尘、除油、干燥后，进入空气储罐，经过空气进气阀、左吸进气阀进入左吸附塔，塔压力升高，压缩空气中的氧分子被碳分子筛吸附，未吸附的氮气穿过吸附床，经过左吸出气阀、氮气产气阀进入氮气储罐，这个过程称之为左吸，持续时间为几十秒。左吸过程结束后，左吸附塔与右吸附塔通过中间均压阀连通，
4.3二氧化碳的实验室制法 一．选择题（共14小题） 1．下列有关二氧化碳的说法正确的是（） A．实验室常用块状石灰石和稀硫酸反应制取二氧化碳气体 B．二氧化碳用于人工灭火，既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质 C．将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液呈红色，说明二氧化碳显酸性 D．将燃着的木条伸入一瓶气体中，木条立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳2．下面是实验室依次制备，收集，验证、验满CO2的装置，其中正确的是（） A．B．C．D． 3．实验室制取CO2的有关操作如下图，不正确的是（） A．检查气密性B．制气 C．收集D．验满 4．实验室制取CO2有以下步骤：①连接好装置；②向试管中小心放入几小块石灰石；③向试管中小心注入适量稀盐酸；④检查装置的气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃烧的木条检验集气瓶是否收集满CO2，以上操作按由先至后的顺序排列正确的是（） A．①②③④⑤⑥B．①④②③⑤⑥C．①③②④⑤⑥D．③①②④⑤⑥ 5．下列有关实验室制取气体的说法错误的是（）
A．装置①可作为CO2的发生装置 B．装置②干燥O2时，气体由a管进b管出 C．装置③可用作O2的收集装置 D．装置④是收集CO2气体的验满方法 6．下列各项实验中，所用试剂及实验操作均正确的是（） A．制取CO2B．加热固体 C．制取氧气D．除去O2中的水蒸气7．有关CO2的实验中，能达到实验目的是（） A．将燃着的木条伸入集气瓶中，检验CO2是否收集满 B．用向上排气法收集一瓶CO2气体，观察CO2的颜色 C．将CO2气体通入紫色石蕊试液中，证明CO2溶于水显酸性 D．将呼出气体通入CaCl2溶液中，可以看到有白色沉淀生成 8．证明汽水中含有CO2气体，最合理的做法是（）