详细描述

　　空分制氧是通过采取一定的技术措施，从空气(混合物)中分离氧和氮的方法。因此，氧气生产主要有两种类型:物理和化学方法，即物理氧气生产和化学氧气生产。物理制氧的原料是大气，主要采用低温法、变压吸附法、膜分离法及其组合方法。

　　1.低温法

　　低温方法是压缩和冷却空气并液化空气。利用氧和氮组分沸点的差异(大气压下氧的沸点为90 K，氮的沸点为77 K)，气体和液体在精馏塔板上接触进行质量和热交换。高沸点的氧组分从蒸汽中不断冷凝成液体，低沸点的氮组分不断转移到蒸汽中，不断增加上升的蒸汽中的氮含量，而下游液体中的氧含量越来越高，从而分离出氧和氮。这是空气整流。这种方法，无论是空气液化还是精馏，都是在低于120 K的温度下进行的，因此也称为低温空气分离。

　　低温制氧机的特点是生产能力大，氧纯度高(氧含量大于99.6%)，在大型和超大型用氧场合具有优势。在大多数情况下，氧气是通过低温方法生产的。传统低温制氧设备具有工艺成熟、运行稳定、可靠性高等优点，但也存在投资高、运行成本高、存在爆炸隐患等缺点。

　　2.变压吸附法

　　变压吸附法，即VPSA法，是基于分子筛选择性吸附空气中的氧和氮成分以分离空气中的氧和氮从而获得氧的原理。当空气被压缩并通过吸附塔的分子筛吸附层时，氮分子优先被吸附，氧分子保持在气相中并通过吸附床层成为产品氧。当吸附层中的氮吸附达到相对饱和时，吸附在吸附分子表面的氮分子通过减压或抽真空的方法脱附，并送出界区排空，使吸附剂脱附，重新恢复原来的吸附容量，为下一轮吸附制氧做准备，两个以上(含两个)吸附塔连续循环，实现连续制氧的目的。

　　近10年来，变压吸附制氧设备发展迅速，是一种新型制氧方法。它在灵活多变的用氧场合具有很大的优势和竞争力，正在迅速推广。变压吸附制氧机具有工艺流程简单、投资少、能耗低、气体产品产量和纯度可调、灵活性好等特点。然而，它具有产品单一、浓度低、可靠性低等缺点。因此，它适用于氧气纯度在95%以下，中小型用氧场合和富氧炼铜。

　　3.膜分离法

　　随着合成高分子膜的发展，利用膜分离物质的高科技技术得到了迅速发展，其应用范围也越来越广。它在食品加工和发酵液提取方面的应用在世界上尤其受到高度重视。

　　有机蒸汽膜回收系统主要采用“逆向”选择性聚合物复合膜。在一定的渗透驱动力下，可冷凝的有机蒸汽(如氯乙烯、乙烯、重烃等。)与不可冷凝的气体(例如氢气、氮气、甲烷等)相比优先被吸附和渗透。)根据不同气体分子在膜中溶解和扩散性能的不同，从而达到分离的目的。在工业应用中，常用的膜分离方法包括电渗析、微滤、超滤、反渗透和纳滤。

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