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空气中的主要组份是氮和氧,通过选择对氮和氧具有不同吸附选择性的吸附剂,设计适当的工艺过程,使氮和氧分离制得氧气。 # e. w8 c- e0 e5 T7 Q5 m+ l8 n
& a) [( |/ m4 \1 Y+ \ n氮和氧都具有四极矩,但氮的四极矩(0.31)比氧的(0.10 )大得多,因此氮气在沸石分子筛上的吸附能力比氧气强(氮与分子筛表面离子的作用力强)。因此,当空气在加压状态下通过装有沸石分子筛吸附剂的吸附床时,氮气被分子筛吸附,氧气因吸附较少,在气相中得到富集并流出吸附床,使氧气和氮气分离获得氧气。当分子筛吸附氮气至接近饱和后,停止通空气并降低吸附床的压力,分子筛吸附的氮气可以解吸出来,分子筛得到再生并重复利用。两个以上的吸附床轮流切换工作,便可连续生产出氧气。
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氩气和氧气的沸点接近,两者很难分离,一起在气相得到富集。因此变压吸附制氧装置通常只能获得浓度为90%~95%的氧气(氧的极限浓度为95.6%,其余为氩气),与深冷空分装置的浓度99.5%以上的氧气相比,又称富氧。 |
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