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除去空分设备中的氧化亚氮的重要性
填料商城 / 2018-04-19

 

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除去空分设备中的氧化亚氮的重要性

       氧化亚氮的分子式为N2O,也叫一氧化二氮,俗称“笑气”。大气中的氧化亚氮浓度约为3×10-9。随着生态环境的恶化,它的含量以每年0.2%~0.3%的速度增加。

       土壤微生物在土壤及海洋中的氧化和脱氮活动生成的氧化亚氮占大气中氧化亚氮含量的1/3,另外2/3是人为生成的。例如:矿物燃料、生物体、废弃物的燃烧、污水处理、发酵源、汽车废气等都会导致N2O的生成。在N2O生成源附近,大气中N2O的含量可达到3×10-6以上。虽然N2O的化学性质不活泼,既不会产生腐蚀,也不会发生爆炸,但是它的物理性质对空气分离具有危害。它的临界温度为309.7K,临界压力为7.27MPa,其三相点是182.3K、0.088MPa。在空气分离装置的压力和温度的条件下,它具有升华性质。在常压下,其沸点为185K,比N2、O2、Ar的沸点都高,因而,在氧、氮分离过程中,它将浓缩于液氧中。             N2O在水中的溶解度很小,N2O随加工空气经过空气过滤器、压缩机、冷却器、水分离器后不能将其分离、除去。大部分N2O都会带入分子筛纯化器,分子筛对N2O的吸附能力小于对CO2的吸附能力。N2O先穿透吸附床层而进入精馏塔,而且在分子筛对H2O、CO2、C2H2等碳氢化合物的共吸附过程中,CO2能够将分子筛已吸附的N2O分子置换出来。所以,分子筛也不能清除N2O。在主换热器中,加工空气被冷却到接近液化温度,N2O首先冷凝成固体,会造成空气通道阻塞。在加工空气压力为0.6MPa,N2O含量为1×10-6时,N2O的凝结析出温度为113K。

       在精馏塔中,因为N2O相对N2、O2、Ar组分为高沸点组分,故它将溶解在液氧中,致使在上塔底无法获得高纯度的液氧和气氧产品。据测定,氧产品纯度为99.5%时,N2O的平均含量为1.4×10-5。并且,在液氧排放不充分时,N2O在液氧中不断积累,当液氧中的N2O含量大于50×10-6时,就会呈固态析出,阻塞主冷凝蒸发器通道。

       在稀有气体氪、氙的生产中,随着氪、氙的浓缩,N2O也浓缩。N2O的含量可达100×10-6~150×10-6。N2O本身不燃烧,但可以热分解。这将影响对粗氪、氙中CH4的催化燃烧的清除以及利用分子筛对生成的水和二氧化碳的吸附。

       由于环境的问题,空气中的N2O的浓度不断增加。况且电子等行业对氧产品的纯度要求越来越高(99.99%~99.9999%),因此,对加工空气中的N2O的清除比过去更重要。较好的清除方法是寻找合适的分子筛,在分子筛纯化器中将加工空气中的H2O、CO2、C2H2、N2O共吸附而清除。。

 

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