精餾的原理及過程

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原理：空氣的精餾是利用組成空氣的各組分具有不同的揮發度，而在同一溫度下各組分的蒸氣壓不同，將液態空氣進行多次部分蒸發和部分冷凝，就能達到分離的目的。

過程：當處于冷凝溫度的氧氮混合氣接觸并穿過比它溫度低的液體時，氣相與液相之間同時進行熱質交換，于是氣體要部分冷凝轉變成液體并放出冷凝潛熱，液體在吸收熱量而部分蒸發。在精餾塔中該過程是在篩板中完成的，由于氮氧的沸點不同，氮比氧易蒸發，氧比氮易冷凝。當氣體自下而上逐塊通過塔板時，氮濃度不斷增加，只要有足夠的塔板數，在塔頂即可獲得高純度的氮氣。反之，當液體自上而下的在塔板內通過時，氧濃度不斷增加，這樣在塔底獲得富氧液空。

空分制氮工藝流程

空氣經過濾器吸入離心式壓縮機，經三級壓縮壓力約為0.58Mpa后，進入預冷機組使空氣溫度降至4 – 8℃，分離出大量的水分由汽水分離器排出，氣體進入純化器去除微水﹑二氧化碳﹑乙炔﹑碳氫化合物。純化后的潔凈氣體進入分餾塔經上下換熱器與逆流的低溫氣體換熱至約-170℃后進入精餾塔精餾，部分汽體上升至塔頂得到高純度氮氣，部分氣體到塔底得到富氧。塔頂氮氣大部分經下上換熱器換熱至常溫后經緩沖罐緩沖后送入生產線。一小部分塔頂氮氣經冷凝蒸發器冷凝成液態后回流至精餾塔與上升的氣體精餾，還有少部分回流液經計量罐進入液氮儲槽備用。塔底的富氧液空經節流閥節流至冷凝蒸發器氮氣，汽化后的富氧經下換熱器參與換熱后進入透平膨脹機制冷，為整個設備提供大部分冷量，膨脹后的富氧空氣一小部分作為整個裝置的密封氣體充入冷箱，大部分經下上換熱器換熱后到純化器做再生用氣。