空气分离最常见的方法有哪几种

绪 论一、空气分离的几种方法1、 低温法（经典，传统的空气分离方法）压缩 膨胀低温法的核心2、 吸附法：利用固体吸附剂（分子筛、活性炭、硅胶、铝胶）对气体混合物中某些特定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。

特点：投资省、上马快、生产能力低、纯度低（93%左右）、切换周期短、对阀的要求或寿命影响大。

3、 膜分离法：利用有机聚合膜对气体混合物的渗透选择性。

2O 穿透膜的速度比2N 快约4-5倍，但这种分离方法生产能力更低，纯度低（氧气纯度约25%~35%）二、学习的基本内容1、 低温技术的热力学基础——工程热力学：主要有热力学第一、第二定律；传热学：以蒸发、沸腾、冷凝机理为主；流体力学：伯努利方程、连续性方程；2、 获得低温的方法绝热节流相变制冷等熵膨胀3、 溶液的热力学基础拉乌尔定律、康诺瓦罗夫定律（1、2 ，空分的核心、精馏的核心）4、 低温工质的一些性质：（空气 、O 、N 、Ar ）5、 液化循环（一次节流、克劳特、法兰德、卡皮查循环等）6、 气体分离（结合设备）三、空分的应用领域1、 钢铁：还原法炼铁或熔融法炼铁（喷煤富氧鼓风技术）；2、 煤气化：城市能源供应的趋势、煤气化能源联合发电；3、 化工：大化肥、大化工企业，电工、玻璃行业作保护气；4、 造纸：漂白剂；5、 国防工业：氢氧发动机、火箭燃料；6、 机械工业；四、空分的发展趋势○ 现代工业——大型、超大型规模；○ 大化工——煤带油：以煤为原料生产甲醇；○ 污水处理：富氧曝气；○ 二次采油；第一章 空分工艺流程的组成一、工艺流程的组织我国从1953年，在哈氧第一台制氧机，目前出现的全低压制氧机，这期间经历了几代变革：第一代：高低压循环，氨预冷，氮气透平膨胀，吸收法除杂质；第二代：石头蓄冷除杂质，空气透平膨胀低压循环；第三代：可逆式换热器；第四代：分子筛纯化；第五代：，规整填料，增压透平膨胀机的低压循环；第六代：内压缩流程，规整填料，全精馏无氢制氩；○全低压工艺流程：只生产气体产品，基本上不产液体产品；○内压缩流程：化工类：5~8MPa ：临界状态以上，超临界；钢铁类：3.0 MPa ，临界状态以下；二、各部分的功用 净化系统 压缩 冷却 纯化 分馏 （制冷系统，换热系统，精馏系统）液体：贮存及汽化系统；气体：压送系统；○净化系统：除尘过滤，去除灰尘和机械杂质；○压缩气体：对气体作功，提高能量、具备制冷能力；（热力学第二定律）○预冷：对气体预冷，降低能耗，提高经济性有预冷的一次节流循环比无预冷的一次节流循环经济，增加了制冷循环，减轻 了换热器的工作负担，使产品的冷量得到充分的利用；○纯化：防爆、提纯；吸附能力及吸附顺序为：2222CO H C O H >>；○精馏：空气分离换热系统：实现能量传递，提高经济性，低温操作条件；制冷系统：①维持冷量平衡 ②液化空气膨胀机 h W ∆+方法节流阀 h ∆膨胀机制冷量效率高：膨胀功W ；冷损：跑冷损失 Q1复热不足冷损 Q2生产液体产品带走的冷量Q3321Q Q Q Q ++≥第一节 净化系统一、除尘方法：1、 惯性力除尘：气流进行剧烈的方向改变，借助尘粒本身的惯性作用分离；2、 过滤除尘：空分中最常用的方法；3、 离心力除尘：旋转机械上产生离心力；4、 洗涤除尘：5、 电除尘：二、空分设备对除尘的要求对0.1m μ以下的粒子不作太多要求，因过滤网眼太小，阻力大；对0.1m μ以上的粒子要100%的除去；三、过滤除尘的两种过滤方式1、内部过滤：松散的滤料装在框架上，尘粒在过滤层内部被捕集；2、表面过滤：用滤布或滤纸等较薄的滤料，将尘粒黏附在表面上的尘粒层作为过滤层，进行尘粒的捕集；自洁式过滤器：1m μ以上99.9%以上；阻力大于1.5KPa 。

空气分离器原理讲解
空气分离器是一种用于将空气中的不同气体成分分离的设备，常用于工业和制氧装置中。

它主要基于气体的物理性质和分子相对质量的差异来实现气体分离。

空气分离器的原理主要分为压缩和分离两个步骤。

首先，通过压缩机将空气压缩到较高的压力，常见的工作压力可以达到100至200巴。

这样做不仅可以提高气体的密度，也可以增加不同气体成分之间的分子速度差异。

接下来，在经过压缩后的空气进入空气分离器内部，通过分离系统将空气中的氧气、氮气、氩气等成分分开。

分离系统通常采用吸附剂（如活性炭等）或分子筛来吸附/分离气体分子。

吸附剂或分子筛具有不同的吸附性能，可以选择性地吸附特定的气体，从而实现气体的分离。

在分离过程中，根据不同气体分子的相对质量，气体分子会在吸附剂或分子筛上停留的时间不同，进而实现各种气体成分的分离。

例如，氧气分子较小且质量轻，往往会相对快速地通过吸附剂或分子筛而不被吸附，而氮气和氩气分子则较大较重，往往会相对较慢地被吸附。

最后，分离后的气体通过再度降压来回到大气压力下，同时进一步通过其他处理过程来提高气体的纯度和质量。

空气分离器的原理基于气体分子之间的物理特性，通过将压缩后的空气中的不同气体成分逐步分离出来，从而实现了气体的
纯度提高和成分的分离。

这种原理不仅适用于空气分离，也可以应用于其他气体的分离过程中。

气体分离原理气体分离是指将混合气体中的不同成分分离出来的过程，其原理主要基于气体分子的大小、形状、极性以及相互作用力的差异。

气体分离技术在工业生产、环保治理以及能源开发利用等领域具有重要的应用价值。

首先，常见的气体分离方法包括膜分离、吸附分离、凝聚分离和化学反应分离等。

其中，膜分离是利用半透膜对不同气体分子的大小和极性进行选择性分离的技术。

通过膜的孔径和表面性质的调控，可以实现对气体分子的精确分离。

吸附分离则是利用吸附剂对气体分子的亲和力进行分离，通过调节吸附剂的种类和性质，可以实现对不同气体成分的有效分离。

凝聚分离是利用气体的凝聚点差异进行分离，通过控制温度和压力等条件，将混合气体中的不同成分分别凝聚出来。

化学反应分离则是利用气体分子间的化学反应特性进行选择性分离，通过调节反应条件和催化剂的选择，可以实现对目标气体的高效分离。

其次，气体分离技术在工业生产中具有广泛的应用。

例如，在石油化工行业，气体分离技术被广泛应用于天然气净化、烃类分离、气体液化等工艺中。

在环保治理领域，气体分离技术可用于废气处理、二氧化碳捕集和利用等方面。

在能源开发利用方面，气体分离技术可以提高天然气、合成气、氢气等能源的纯度和利用效率，推动清洁能源的发展和利用。

最后，随着科技的不断进步和创新，气体分离技术也在不断发展和完善。

新型膜材料的研发、吸附剂的改良、凝聚分离工艺的优化以及新型催化剂的设计，都为气体分离技术的提升和应用拓展提供了新的机遇和挑战。

未来，随着气体分离技术的不断创新和应用，将为人类社会的可持续发展和环境保护作出更大的贡献。

综上所述，气体分离原理是基于气体分子的差异特性进行选择性分离的技术，其在工业生产、环保治理和能源开发利用等领域具有重要的应用价值。

随着科技的不断进步和创新，气体分离技术也在不断发展和完善，为人类社会的可持续发展和环境保护作出贡献。

空气分离的几种主要技术变压吸附（PSA）空气分离技术自世界上第一套变压吸附制氧设备用于废水处理出现来，PSA工艺得到了迅猛的发展，相继用于提取氢气、氦气、氩气、甲烷、氧气、二氧化碳、氮气、干燥空气等应用中。

与此同时，各种吸附剂品种和性能也得到显著的提高。

随着吸附剂性能和品种不断提高，新的纯化分离技术被用于优化的吸附工艺。

变压吸附制氧工艺经历了超大气压常压解吸流程到穿透大气压真空解吸流程。

吸附床数量也有数床转化到双床直至单床。

使流程更实用经济。

1.变压吸附工艺一般包括以下四个步骤：（1）原料空气通过吸附床的入口端，在高吸附压力下选择吸附氮气（根据生产气而定），而未被吸附的产品（氧）从吸附床的另一端释放出来。

（2）吸附床泄压到较低的解吸压力，解吸出来的氮气从吸附床的进料端排出。

（3）通过引入吹除气进一步解吸被吸附的氮气。

（4）吸附床重新增压到较高的吸附压力。

在一个周期内按照上述顺序重复操作并随后按需补入原料气即可继续得到产品气。

2.VPSA双床制氧工艺过程简介, 双床VPSA制氧工艺流程简图1 -12所示。

系统包括一台空气增压机，内装高效吸附能力的合成氟石分子筛，切换阀门一套，真空泵一台，富氧缓冲罐一台以及计算机控制系统。

该装置在一个循环周期内大致经历（1）吸附床以某一中间压力增压到高的吸附压力。

（2）在较高吸附压力条件下，从吸附床进料端引入原料空气并从吸附床出口端流出很少被吸附的富氧产品气。

（3）顺放（或均压）用吸附床产品端释放出来的气体对系统中的另一初始压力较低的吸附床充压至某一中间压力。

（4）逆流泄压到较低的解吸压力，吸附床内废气从原料进口端释放出来。

（5）接着，吸附床被均压到前面所说的某一中间压力，均压气流经吸附床产品端，它来于系统中另一初始压力较高的吸附床。

1进口过滤器2空气压气机3冷却器4真空泵5、6吸附床7储气罐8备用液态氧9氧压机10负载跟踪装置11计算机控制和分析装置12远程控制中心图1-12双床流程简图此外，在每只吸附床的相同部位对床层内温度进行监测，以便跟踪每个床内的温度曲线。

分离空气中的氧气和氮气原理一、引言空气是地球上生物生存所必需的气体组成之一，其主要成分为氮气和氧气。

分离空气中的氧气和氮气具有重要的工业应用价值。

本文将以分离空气中的氧气和氮气原理为主题，介绍几种常见的分离方法。

二、分子筛吸附分离法分子筛吸附分离法是一种常用的分离氧气和氮气的方法。

分子筛是一种具有特殊孔径和表面活性的固体材料，其内部具有一定的孔隙结构，可通过吸附分离气体。

在分子筛吸附分离法中，空气通过分子筛床层时，氧气分子由于其较小的分子尺寸能够较快地进入分子筛的孔隙中，而氮气分子则因分子尺寸较大而被阻隔在分子筛外部。

通过调节气体进出口的时间和压力等参数，可以实现氧气和氮气的有效分离。

三、冷凝液气分离法冷凝液气分离法是一种基于气体在不同温度下的冷凝点差异进行分离的方法。

在这种方法中，空气首先被压缩，然后通过冷却器进行冷却。

由于氧气和氮气的冷凝点不同，冷却后的气体会在不同温度下发生冷凝，从而实现氧气和氮气的分离。

通过进一步的操作，可以将冷凝后的氧气和氮气分别收集。

四、膜分离法膜分离法是一种通过选择性透过性膜对气体进行分离的方法。

在膜分离法中，空气经过膜分离装置时，由于氧气和氮气分子大小和性质的差异，会产生不同的透过性。

通过选择适当的膜材料和优化膜分离装置的设计，可以实现氧气和氮气的有效分离。

膜分离法具有操作简单、节能环保等优点，在工业应用中得到广泛应用。

五、气体液体吸收分离法气体液体吸收分离法是一种通过气体在液体中的溶解度差异进行分离的方法。

在这种方法中，空气通过液体吸收装置时，由于氧气和氮气在液体中的溶解度不同，会导致氧气和氮气在液体中的溶解程度不同。

通过将液体中溶解的氧气和氮气进一步分离和处理，可以得到纯净的氧气和氮气。

六、结论分离空气中的氧气和氮气是一项重要的工业技术，具有广泛的应用价值。

本文介绍了几种常见的分离方法，包括分子筛吸附分离法、冷凝液气分离法、膜分离法和气体液体吸收分离法。

每种方法都有其独特的原理和适用范围，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法。

一、空气分离的方法和原理空分的含义：简单说就是利用物理或者化学方法将将空气混合物各组进行分开，获得高纯氧气和高纯氮气以及一些稀有气体的过程。

空分分离的方法和原理：空气中的主要成分是氧和氮，它们分别以分子状态存在，均匀地混合在一起，通常要将它们分离出来比较困难，目前工业上主要有３种实现空气分离方法。

１）深冷法（也称低温法）：先将混合物空气通过压缩、膨胀和降温，直至空气液化，然后利用氧、氮汽化温度（沸点）的不同（在标准大气压下，氧的沸点为﹣１８３℃；氮的沸点为﹣１９６℃，沸点低的氮相对于氧要容易汽化这个特性，在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低的液体不断相互接触，低沸点组分氮较多的蒸发，高沸点组分氧较多的冷凝的原理，使上升蒸气氮含量不断提高，下流液体中的氧含量不断增大，从而实现氧、氮的分离。

要将空气液化，需将空气冷却到﹣１７３℃以下的温度，这种制冷叫深度冷冻（深冷）；而利用沸点差将液态空气分离为氧、氮、氩的过程称之为精馏过程。

深冷与精馏的组合是目前工业上应用最广泛的空气分离方法；２）吸附法：利用多孔性物质分子筛对不同的气体分子具有选择性咐附的特点，对气体分子不同组分有选择性的进行吸附，达到单高纯度的产品。

吸附法分离空气流程简章，操作方便运行成本较低，但不能获得高纯度的的双高产品。

３）膜分离法：利用一些有机聚合膜的潜在选择性，当空气通过薄膜或中空纤维膜时，氧气穿过膜的速度比氮快的多的特点，实现氧、氮的分离。

这种分离方法得到的产品纯度不高，规模也较小，目前只适用于生产富氧产品。

二、空气的组成氧、氮、氩和其他物质一样，具有气、液和固三态。

在常温常压下它们呈气态。

在标准大气压下，氧被冷凝至－183℃，氮被冷凝至－196℃，氩被冷凝至－186℃即会变为液态，氧和氮的沸点相差13 ℃，氩和氮的沸点相差10 ℃，空气的分离就是充分利用其沸点的不同来将其进行分离。

空气中除氧、氮和氩外，还有氖、氦、氪、氙等稀有气体，这些稀有气体广泛应用在国防、科研及工业上，稀有气体的提取也直接关系到空分装置氧气的提取率和生产运行能耗。

从空气中分离出氧气与氮气方法
空气中的氧气与氮气是两种主要组成成分，它们的分离可以通过以下
几种方法实现：
1.常压蒸馏法
常压蒸馏法是将液态空气逐渐升温，利用气体的沸点差异将氮气与氧
气分离。

空气蒸发后生成气体，经过冷凝器冷却后，液体会分为不同组分。

由于氮气的沸点较低，所以在冷凝器顶部收集到的是氮气。

而留在冷凝器
底部的液体则是富含氧气的。

2.连续液化法
连续液化法是将空气首先通过多级冷凝器进行冷却，使其逐渐液化。

随着冷却的进行，空气中的氮气首先液化，通过收集器收集起来；而液体
中富含的氧气则不断地延续至冷凝器的最后一个级，并通过收集器收集。

3.分子筛吸附法
分子筛吸附法是通过分子筛这种特殊的材料来分离氧气与氮气。

分子
筛具有特定的孔径大小，可以选择性地吸附分子大小不同的气体。

当空气
通过分子筛时，氧气分子的尺寸稍小于氮气分子，因此会更容易地被分子
筛吸附走，而氮气则通过分子筛逃脱。

4.分子扇法
分子扇法是将空气经过分子扇，利用空气分子在电场中的运动规律来
分离氧气与氮气。

在电场中，氮气和氧气分子的运动速度不同，因此可以
按照速度进行分离。

以上方法是目前常用的分离氧气与氮气的方法，每种方法都有自己的优缺点，具体应根据不同情况进行选择。

分离液体和气体的方法
分离液体和气体的方法主要有以下几种：
1. 重力沉降：利用气体和液体密度的差异，在重力的作用下，气体从液体中分离出来。

这种方法通常用于分离密度差异较大的气体和液体。

2. 过滤：通过过滤介质，将气体和液体分离。

对于含有固体颗粒的气体和液体，可以通过过滤介质将固体颗粒从液体中分离出来。

3. 蒸馏：利用不同液体沸点的差异，将液体加热至沸腾，然后将气体和液体分离。

沸点较低的液体首先被蒸馏出来，沸点较高的液体随后被蒸馏出来。

4. 萃取：利用一种不溶于水的溶剂，将气体中的溶质从气体中萃取出来，然后将溶剂和溶质分离。

5. 吸附：利用吸附剂将气体中的组分吸附在表面，然后将吸附剂与气体分离。

常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。

6. 冷凝：通过降低温度将气体冷凝成液体，然后将液体与气体分离。

对于高蒸气压的气体，这种方法特别有效。

7. 电泳：利用电场的作用，将气体和液体分离。

例如在电场的作用下，带电的溶质粒子在电场的作用下向电极移动，从而实现气体和液体的分离。

以上是常见的分离液体和气体的方法，具体选择哪种方法要根据实际情况而定。

空气分离操作的知识问答1、空气分离有哪几种方法？答：现在工业生产中采用的空气分离方法有三种：(1)深度冷冻法：先将空气液化，然后利用氧、氮沸点的差异，在一定的设备中(精馏塔)，通过精馏过程，使氧、氮分离，此法在大型空分装置中最为经济。

并能生产纯度很高的氧氮产品。

(2)变压吸附法：变压吸附法制氧或氮是在常温下进行的。

其机理有二条：一是利用沸石分子筛对氮的吸附亲和力高于氧的吸附亲和力，以此分离氧和氮；二是利用氧在分子筛微孔中的扩散速度大于氮的扩散速度。

在远离平衡条件下分离氧、氮。

(3)膜分离法：利用高分子聚合薄膜的渗透选择性，将空气中的氧、氮组分分离的方法称为膜分离法．用该法生产氧或氮的装置，容量和纯度也都有一定的局限，一般主要用来生产800Nm3／h以下，纯度低于99.5％的氮气产品。

2、氧气有什么用途？答：氧气是地球上一切生命有机体赖以生存的物质，它的化学性质非常活泼，很容易与其他物质化合生成氧化物。

利用这一物质，氧在冶金、化工、国防工业等部门都得到广泛的应用。

在甲醇合成的生产中，氧气与煤浆进行部分氧化反应，可生产出有效的原料气：氢气、一氧化碳。

3、氮有什么用途？答：(1) 氮的分子结构十分稳定，通常很难同其它物质发生化学反应，表现出很大的惰性，所以工业上常用它来作为保护气。

(2) 充氮气贮藏水果、蔬菜是一种先进的贮藏保鲜方法，它使水果、蔬菜在高氮低氧的环境中减缓新陈代谢，并进入冬眠状态，抑制后熟，从而长期保鲜。

(3)“真空充氮”，贮藏大米及其它粮食，可使粮食不蛀虫、不发热、不霉变。

(4)氮是植物生长的重要养分之一，空气中的氮很难被：随物直接吸收，人们一般通过生产合成氨，然后以氨为原料，生产备种能够被植物吸收的氮肥，如尿素。

4、氩气有什么用途？答：氩是一种惰性元素，在空气中的容积百分率为0.93％。

其用途广泛，例如：氩气常作为保护气体用于铝、铝合金、不锈钢的焊接；用于半导体材料和稀有金属的精炼；用于制造点弧灯；用“氩一氧炼钢法”可以获得超低碳不锈钢等等。