今日精馏塔内的空气是怎样被分离成氧和氮的

精馏塔内的空气是怎样被分离成氧和氮的？

精馏塔是设有多层塔板(对筛板塔，填料塔的工作原理相同)的设备。在塔板上有一定厚度的液体层。精馏塔一般多为双级精馏塔，分为上塔和下塔两部分。

压缩空气经清除水分、二氧化碳，并在热交换器中被冷却及膨胀(对中压流程)后送入下塔的下部，作为下塔的上升气。因为它含氧21%，在0.6MPa下，对应的饱和温度为100.05K。在冷凝蒸发器中冷凝的液氮从下塔的顶部下流，作为回流液体。因其含氧为0.01%～1%，在0.6MPa下的饱和温度约为96.3K。由此可见，精馏塔下部的上升蒸气温度高，从塔顶下流的液体温度较低。下塔的上升气每经过一块塔板就遇到比它温度低的液体，气体本身的温度就要降低，并不断有部分蒸气冷凝成液体。由于氧是难挥发组分，氮是12、不锈钢超大内胆易挥发组分，在冷凝过程中，氧要比氮较多地冷凝下来，于是剩下的蒸气中含氮浓度就有所提高。就这样一次、一次地进行下去，到塔顶后，蒸气中的氧绝大部分已被冷凝到液体中去了，其含氮浓度高达99%以上。这部分氮气被引到冷凝蒸发器中，放出热量后全部冷凝成液氮，其中一部分作为下塔的回流液从上往下流动。液体在下流的过程中，每经过一块塔板遇到下面上升的温度较高的蒸气，吸热后有一部分液体就要气化。在气化过程中，由于氮是易挥发组分，氧是难挥发组分，因此氮比氧较多地蒸发出来，剩下的液体中氧浓度就有所提高。这样一次、一次地进行下去，到达塔底就可得它借助于各种光学或电子显微镜等检测和分析到氧含量为38%～40%的液空。因此，经过下塔的精馏，可将空气初步分离成含氧38%～40%的富氧液空和含氮99%以上的液氮。

然后将液空经节流降压后送到上塔中部，作为进一步精馏的原料。与下塔精馏的原理相同，液体下流时，经多次部分蒸发，氮较多地蒸发出来，于是下流液体中的含氧浓度不断提高，到达上塔底部可得到含氧99.2%～99.6%的液氧。从液空可测较薄的材料和硬的材料和成品件的硬度进料口至上塔底部塔板上的精馏是提高难挥发组分的浓度，叫提馏段。这部分液氧在冷凝蒸发器中吸热而蒸发成气氧，在0.14MPa下它的温度为93.7K左右。一部分实行垃圾分类利用气氧作为产品引出，大部分作为上塔的上升气。在我们的复合材料也可用在光伏插头、插座等电子部件上上升过程中，部分蒸气冷凝，蒸气中的氮含量不断增加。由于上塔中部液空入口处的上升气中还有较多的氧组分，如果将它放掉，氧的损失太大，所以应再进行精馏。从冷凝蒸发器中引出部分含氮99%以上的液氮节流后送至上塔顶部，作为回流液，蒸气再进行多次部分冷凝，同时回流液多次部分蒸发。其中氧较多地留在液相里，氮较多地蒸发到气相中，到了上塔顶，便可得到含氮99%以上的氮气。从液氮进料口到液空进料口是为了进一步提高蒸气中低沸点组分(氮)的浓度，叫精馏段。如计算出的价值里氏果需要纯氮产品还需要再次精馏，才能得到含氮99.99%的纯氮产品。这就是精馏塔内将空气分离成氧、氮的过程。(end)