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天然氣氣體過濾的方法和廣泛應用
氣體過濾(lv)的方法和廣(guang)泛應用
由(you)于(yu)工(gong)業要求，各(ge)種氣體(ti)一(yi)般都(dou)要過濾分(fen)(fen)離，其用(yong)途和(he)分(fen)(fen)離方法(fa)如(ru)下：
工業氣(qi)(qi)體是指氧(yang)氣(qi)(qi)、氮氣(qi)(qi)、氬(ya)氣(qi)(qi)、氖氣(qi)(qi)、氦(hai)氣(qi)(qi)、氪氣(qi)(qi)、氙氣(qi)(qi)、氫氣(qi)(qi)、二氧(yang)化碳、乙炔、天(tian)然氣(qi)(qi)等。由(you)于其固有的物理(li)和化學特性，這些氣(qi)(qi)體在國民(min)經(jing)濟中(zhong)發揮著重要的作用，并且普及和應用非常(chang)迅速(su)，幾乎滲(shen)透到各行(xing)各業。
氣(qi)體(ti)產品(pin)作(zuo)為(wei)現代工(gong)業的重要基(ji)礎材(cai)料，應(ying)用范圍十分(fen)廣(guang)泛。冶金、、鋼鐵、、石油、、化工(gong)、、機械、、電子(zi)、、玻(bo)璃、、陶瓷、、建材(cai)、、食品(pin)加工(gong)、、醫(yi)藥醫(yi)療等(deng)部門。使用大量(liang)常用氣(qi)體(ti)或特殊氣(qi)體(ti)。
工(gong)業(ye)(ye)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)消(xiao)耗大(da)的傳統行(xing)業(ye)(ye)包括：煉(lian)鋼、煉(lian)鐵(tie)、有(you)色(se)金屬冶煉(lian)、化(hua)(hua)肥生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)、乙烯(xi)、丙烯(xi)、聚氯(lv)乙烯(xi)、人造纖維、合(he)成纖維、硅橡膠(jiao)制品(pin)、石(shi)油(you)化(hua)(hua)工(gong)如電(dian)(dian)纜(lan)、合(he)成革、機(ji)械行(xing)業(ye)(ye)焊接、金屬熱(re)處理、氦氣(qi)(qi)(qi)泄漏、浮法玻璃生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)等(deng)。由于這些傳統行(xing)業(ye)(ye)近(jin)年(nian)來的快速發展，工(gong)業(ye)(ye)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)的消(xiao)耗已經達(da)到(dao)頂峰。正在挖掘的工(gong)業(ye)(ye)用氣(qi)(qi)(qi)行(xing)業(ye)(ye)有(you)：煤礦滅火、石(shi)油(you)開采、煤氣(qi)(qi)(qi)化(hua)(hua)及煤液化(hua)(hua)、玻璃熔窯(yao)(yao)、水(shui)(shui)泥生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)窯(yao)(yao)、耐火材料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)窯(yao)(yao)、磚窯(yao)(yao)等(deng)工(gong)業(ye)(ye)爐(lu)、食品(pin)速凍。食品(pin)氣(qi)(qi)(qi)調包裝、啤酒保(bao)鮮(xian)、國防(fang)工(gong)業(ye)(ye)中的光學、燃料、超導材料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)、電(dian)(dian)子產(chan)(chan)品(pin)、半導體(ti)(ti)、光纖生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)、農(nong)業(ye)(ye)、畜牧業(ye)(ye)、漁業(ye)(ye)、廢(fei)水(shui)(shui)處理、漂白紙(zhi)漿、垃圾(ji)焚燒、破碎廢(fei)舊輪胎等(deng)環保(bao)產(chan)(chan)業(ye)(ye)、建(jian)筑、氣(qi)(qi)(qi)象、文化(hua)(hua)、文物(wu)保(bao)護
正(zheng)在測(ce)試工業氣體應用的行(xing)業包括：固體氮生(sheng)(sheng)產、燃料(liao)電(dian)池生(sheng)(sheng)產、磁性材(cai)料(liao)生(sheng)(sheng)產、超細加工、天然(ran)氣發電(dian)、壓縮(suo)天然(ran)氣汽(qi)車(che)、氫能汽(qi)車(che)生(sheng)(sheng)產等。
工(gong)業(ye)(ye)用氣(qi)較(jiao)多(duo)的(de)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)，如鋼鐵、化肥、化工(gong)、玻璃化纖等行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)，都自(zi)(zi)建了產氣(qi)設備，實行(xing)(xing)(xing)自(zi)(zi)產自(zi)(zi)銷的(de)經(jing)營方針。一些工(gong)業(ye)(ye)用氣(qi)較(jiao)少(shao)的(de)行(xing)(xing)(xing)業(ye)(ye)主要依靠市場購買工(gong)業(ye)(ye)用氣(qi)。
工業上常用的(de)氣體分離方(fang)法和原理
常用的工業(ye)氣(qi)體有(you)氧(yang)(yang)氣(qi)、氮氣(qi)、氬(ya)氣(qi)、二氧(yang)(yang)化碳、液氨、液氯、乙炔氣(qi)、氫氣(qi)等。工業(ye)氣(qi)體的生(sheng)產(chan)方法(fa)有(you)很多，一(yi)些(xie)常見的生(sheng)產(chan)方法(fa)要簡單介(jie)紹一(yi)下。
一、氧氣(qi)
工(gong)業氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)方法主要采用空(kong)氣(qi)(qi)過濾分(fen)離(li)(li)(li)(li)系統(簡稱空(kong)氣(qi)(qi)分(fen)離(li)(li)(li)(li)法)。其(qi)基本原(yuan)理是(shi)將空(kong)氣(qi)(qi)液(ye)(ye)化，然后(hou)在液(ye)(ye)化分(fen)離(li)(li)(li)(li)器(qi)中(zhong)根據空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)各組(zu)分(fen)沸點的(de)(de)(de)不同對空(kong)氣(qi)(qi)進行分(fen)離(li)(li)(li)(li)精餾，產(chan)生(sheng)氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)(qi)。大型制氧(yang)(yang)(yang)機組(zu)的(de)(de)(de)研發(fa)和(he)(he)應(ying)用使制氧(yang)(yang)(yang)能耗不斷(duan)降低(di)(di)，容(rong)易產(chan)生(sheng)各種(zhong)空(kong)分(fen)產(chan)品(pin)(如氮(dan)氣(qi)(qi)、氬氣(qi)(qi)等惰性氣(qi)(qi)體(ti)等)。)的(de)(de)(de)同時(shi)。為了(le)便于儲存和(he)(he)運(yun)輸(shu)，液(ye)(ye)化分(fen)離(li)(li)(li)(li)器(qi)分(fen)離(li)(li)(li)(li)出的(de)(de)(de)液(ye)(ye)氧(yang)(yang)(yang)被泵入(ru)低(di)(di)溫液(ye)(ye)體(ti)儲罐(guan)，然后(hou)通過罐(guan)車運(yun)輸(shu)到各低(di)(di)溫液(ye)(ye)化永久氣(qi)(qi)體(ti)充(chong)裝站。液(ye)(ye)氮(dan)、和(he)(he)液(ye)(ye)氬也用這(zhe)種(zhong)方法儲存和(he)(he)運(yun)輸(shu)。
兩、氮
工業氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)的主要(yao)生(sheng)產(chan)方法(fa)是使用(yong)自動(dong)過(guo)濾器去除(chu)和分離有害物質(zhi)。這樣生(sheng)產(chan)的氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)純(chun)(chun)度高，能耗低(di)。變(bian)壓吸(xi)附技術是利用(yong)5A碳分子篩選擇性吸(xi)附空氣(qi)(qi)(qi)中的成分，分離氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)、氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)制取氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)。氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)產(chan)品、壓力高、能耗低(di)，產(chan)品純(chun)(chun)度可滿足(zu)國家標準(zhun)要(yao)求：工業氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)98.5%，純(chun)(chun)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)(qi)99.95%。
三、氨(an)
氨(an)的(de)制備方(fang)法主要采(cai)用氣體過(guo)濾分(fen)(fen)離(li)器(qi)(qi)直接(jie)分(fen)(fen)離(li)。流程如下：在水煤(mei)氣發生(sheng)爐中，將空氣和(he)蒸汽(qi)吹入紅色熱焦中，得(de)到氮氣、和(he)氫氣的(de)混(hun)(hun)合氣體，然后(hou)通(tong)過(guo)洗滌換熱、冷(leng)凝二(er)氧(yang)化碳和(he)吸收二(er)氧(yang)化碳的(de)生(sheng)產(chan)工藝制得(de)原料(liao)氣。精制后(hou)的(de)混(hun)(hun)合氣體通(tong)過(guo)過(guo)濾器(qi)(qi)、冷(leng)卻器(qi)(qi)、氨(an)分(fen)(fen)離(li)器(qi)(qi)和(he)加熱器(qi)(qi)送入合成反(fan)應器(qi)(qi)，液(ye)氨(an)由分(fen)(fen)離(li)器(qi)(qi)分(fen)(fen)離(li)。
四、氯
工業用氯(lv)的主要制(zhi)備(bei)方法是(shi)電解(jie)飽(bao)和鹽(yan)水(shui)。通過(guo)電解(jie)熔化氯(lv)化物以制(zhi)備(bei)活性金屬來(lai)獲得高純(chun)度的氯(lv)。氯(lv)化氫(qing)是(shi)有機合成工業的副(fu)產品，可被空氣或氧(yang)氣催化氧(yang)化轉(zhuan)化為氯(lv)氣。
五、乙炔氣體(ti)
乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)的(de)(de)生產方法主要(yao)有電石水解(jie)(jie)(jie)、高(gao)(gao)溫(wen)燃燒裂解(jie)(jie)(jie)甲烷或碳氫化(hua)合物法和等離子裂解(jie)(jie)(jie)法。電石水解(jie)(jie)(jie)工藝流程短(duan)，產品純度高(gao)(gao)，但能(neng)(neng)耗(hao)高(gao)(gao)。大多(duo)數溶(rong)解(jie)(jie)(jie)乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)生產都使用這種方法。根據乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)的(de)(de)溶(rong)解(jie)(jie)(jie)特(te)性，將乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)氣(qi)體壓(ya)縮(suo)后充(chong)入溶(rong)劑(ji)中，儲存在裝有多(duo)孔(kong)填料的(de)(de)鋼瓶(ping)(ping)中。丙(bing)酮(tong)作(zuo)為(wei)一種優良的(de)(de)溶(rong)劑(ji)，被鋼瓶(ping)(ping)內的(de)(de)填充(chong)物吸(xi)收，溶(rong)解(jie)(jie)(jie)釋放(fang)乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)，可(ke)以(yi)(yi)增加鋼瓶(ping)(ping)的(de)(de)有效容(rong)積，降低乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)氣(qi)體的(de)(de)爆炸性能(neng)(neng)。整體硅酸鈣多(duo)孔(kong)填料能(neng)(neng)均勻吸(xi)附(fu)丙(bing)酮(tong)，防止(zhi)乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)分解(jie)(jie)(jie)爆炸的(de)(de)傳播。推(tui)廣使用溶(rong)解(jie)(jie)(jie)乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)氣(qi)瓶(ping)(ping)，不僅使用方便，提高(gao)(gao)工作(zuo)效率，而(er)且改善環境，節約電石消耗(hao)。但應保(bao)證(zheng)氣(qi)瓶(ping)(ping)內的(de)(de)多(duo)孔(kong)填料不被損壞(huai)或污(wu)染，丙(bing)酮(tong)溶(rong)劑(ji)的(de)(de)充(chong)裝量應滿足乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)氣(qi)體充(chong)裝的(de)(de)需要(yao)，以(yi)(yi)保(bao)證(zheng)安全可(ke)靠。溶(rong)解(jie)(jie)(jie)乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)生產的(de)(de)充(chong)裝過程如下：粗乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)氣(qi)產生后，經化(hua)學凈化(hua)除(chu)去硫、磷等雜(za)質，然后壓(ya)縮(suo)干燥，裝入溶(rong)解(jie)(jie)(jie)乙(yi)炔(gui)(gui)(gui)氣(qi)瓶(ping)(ping)。
六(liu)、氫
工業氫(qing)(qing)(qing)氣的(de)(de)生產(chan)方(fang)法(fa)(fa)(fa)主要有：礦(kuang)物燃燒(shao)轉化制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)、水(shui)電(dian)解制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)或(huo)使用(yong)專用(yong)氫(qing)(qing)(qing)氣過濾(lv)器的(de)(de)半水(shui)煤氣法(fa)(fa)(fa)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)。水(shui)電(dian)解制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)方(fang)法(fa)(fa)(fa)技(ji)術(shu)可(ke)靠、操(cao)作簡(jian)單、維護(hu)方(fang)便、無污染、制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)純(chun)(chun)度(du)高，但(dan)(dan)耗電(dian)量大，成本(ben)高，一定程度(du)上(shang)制(zhi)(zhi)約了(le)生產(chan)發(fa)展。主要供(gong)對氫(qing)(qing)(qing)氣純(chun)(chun)度(du)要求高、氫(qing)(qing)(qing)氣用(yong)量不太多的(de)(de)用(yong)戶使用(yong)。但(dan)(dan)隨著新技(ji)術(shu)的(de)(de)應用(yong)，促進了(le)水(shui)電(dian)解技(ji)術(shu)的(de)(de)改進，水(shui)電(dian)解制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)技(ji)術(shu)的(de)(de)成本(ben)和功(gong)耗不斷降低，有望成為“清潔能源”最(zui)重要的(de)(de)生產(chan)方(fang)式(shi)。
七、氬氣
氬氣(qi)是(shi)大氣(qi)中(zhong)含量最(zui)多的惰(duo)性氣(qi)體，其制備方(fang)法(fa)主要包括(kuo)空氣(qi)分離。制氧過程中(zhong)，從液(ye)化(hua)分離器中(zhong)分離出(chu)沸點為-185.9的餾分，得到液(ye)態氬。
1.使用
用于焊接、不銹鋼(gang)制造、熔煉、化(hua)學氣(qi)相沉積、晶體(ti)(ti)生長、熱氧化(hua)、外延、擴(kuo)散、多晶硅、鎢離(li)子(zi)注(zhu)入、載流、燒結等(deng)。用作標(biao)準氣(qi)體(ti)(ti)、平(ping)衡氣(qi)體(ti)(ti)、零氣(qi)體(ti)(ti)等(deng)。
2.制造(zao)方法
從(cong)空氣分離(li)(li)獲得(de)的氧(yang)氣中蒸餾(liu)、分離(li)(li)和提(ti)取(qu)
氬在(zai)(zai)常(chang)溫(wen)常(chang)壓下是無(wu)(wu)色、無(wu)(wu)嗅(xiu)、無(wu)(wu)味、無(wu)(wu)毒的(de)惰性氣體，在(zai)(zai)空氣中的(de)含量約為1%。不可燃，無(wu)(wu)腐蝕性，微(wei)溶(rong)(rong)于水和有機溶(rong)(rong)劑(ji)。在(zai)(zai)101.325千帕(pa)的(de)水中溶(rong)(rong)解(jie)度(du)分別(bie)為0.0519毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)/克(0)、0.0329毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)/克(20)和0.0247毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)/克(40)。在(zai)(zai)20和101.325千帕(pa)下，在(zai)(zai)某些(xie)溶(rong)(rong)劑(ji)中的(de)溶(rong)(rong)解(jie)度(du)分別(bie)為：甲醇25.0毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)/100毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，乙醇24.0毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)/100毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，丙(bing)酮27.3毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)/100毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，環己(ji)烷30.6毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)/100毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)，苯22.1毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)/100毫(hao)(hao)(hao)升(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)。
3.毒性和(he)安全保護
氬(ya)氣(qi)本身無(wu)毒，但濃度(du)高時(shi)會窒息。當空氣(qi)中氬(ya)氣(qi)濃度(du)高于33%時(shi)，即(ji)氧(yang)氣(qi)濃度(du)低于平時(shi)的2/3以下時(shi)，有窒息的危(wei)險。當氬(ya)氣(qi)濃度(du)超過50%時(shi)，出現嚴重(zhong)癥(zheng)狀，當濃度(du)超過75%時(shi)。會在(zai)幾分鐘內死(si)亡。
窒息的癥狀有(you)：呼吸加快、注意力下降(jiang)、肌肉運(yun)動(dong)障礙(ai)、判(pan)斷力下降(jiang)、所有(you)感官喪(sang)(sang)失、情緒(xu)不穩定、全身(shen)乏力、惡心、、嘔吐、、虛(xu)弱、、意識喪(sang)(sang)失、、痙攣、、嗜睡、死亡。
液態氬會導致人的眼(yan)睛發炎，觸(chu)摸皮膚時會凍(dong)傷(shang)。
氬氣可以儲(chu)存在玻(bo)璃瓶(ping)或鋼(gang)瓶(ping)里。在儲(chu)存和運輸過程中，應輕拿輕放，防止損(sun)壞和高溫(wen)。氬氣沒有(you)腐蝕性(xing)(xing)。常溫(wen)下可使用碳(tan)鋼(gang)、不銹鋼(gang)、銅、銅合(he)金、鋁等一(yi)般(ban)金屬材(cai)料(liao)以及一(yi)般(ban)塑料(liao)材(cai)料(liao)和彈性(xing)(xing)材(cai)料(liao)。聚四(si)氟乙烯和聚三氟乙烯聚合(he)物(wu)經常在低溫(wen)下用作墊片(pian)、隔膜。
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