氮氣的制備方法有哪些?查特液氮罐

現(xiàn)場制氮/工業(yè)制氮

現(xiàn)場制氮是指氮氣用戶自購制氮設(shè)備制氮，工業(yè)規(guī)模制氮有三類：即深冷空分制氮,、變壓吸附制氮和膜分離制氮,。利用各空氣的沸點不同使用液態(tài)空氣分離法，將氧氣和氮氣分離,。將裝氮氣的瓶子漆成黑色,，裝氧氣的漆成藍色。

實驗室制法

制備少量氮氣的基本原理是用適當?shù)难趸瘎被蜾@鹽氧化,，最常氮氣氣氛爐氮氣氣氛爐用的是如下幾種方法：

1,、加熱亞硝酸銨的溶液： (343k)NH4NO2 ===== N2↑+ 2H2O

2、亞硝酸鈉與氯化銨的飽和溶液相互作用： NH4Cl + NaNO2 === NaCl + 2H2O + N2↑

3、將氨通過紅熱的氧化銅： 2 NH3 + 3 CuO === 3 Cu + 3 H2O + N2

4,、氨水與溴水反應(yīng)：8 NH3 + 3 Br2 (aq) === 6 NH4Br + N2↑

5,、重鉻酸銨加熱分解： (NH4)2Cr2O7===N2↑+Cr2O3+4H2O

6、加熱疊氮化鈉,，使其熱分解,，可得到很純的氮氣，2NaN3===2Na+3N2↑

深冷空分制氮

它是一種傳統(tǒng)的空分技術(shù),，已有九十余年的歷史,，它的特點是產(chǎn)氣量大，產(chǎn)品氮純度高,，無須再純化便可直接應(yīng)用于磁性材料,，但它工藝流程復(fù)雜，占地面積大,，基建費用高,，需專門的維修力量，操作人員較多,，產(chǎn)氣慢(18～24h),，它適宜于大規(guī)模工業(yè)制氮，氮氣成本在0.7元/m3左右,。

變壓吸附制氮

變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,，簡稱PSA)氣體分離技術(shù)是非低溫氣體分離技術(shù)的重要分支，是人們長期來努力尋找比深冷法更簡單的空分方法的結(jié)果,。七十年代西德埃森礦業(yè)公司成功開發(fā)了碳分子篩,，為PSA空分制氮工業(yè)化鋪平了道路。三十年來該技術(shù)發(fā)展很快,，技術(shù)日趨成熟,，在中小型制氮領(lǐng)域已成為深冷空分的強有力的競爭對手。

變壓吸附制氮是以空氣為原料,，用碳分子篩作吸附劑,，利用碳分子篩對空氣中的氧和氮選擇吸附的特性，運用變壓吸附原理(加壓吸附,，減壓解吸并使分子篩再生)而在常溫使氧和氮分離制取氮氣,。

變壓吸附制氮與深冷空分制氮相比，具有顯著的特點：吸附分離是在常溫下進行,，工藝簡單,，設(shè)備緊湊，占地面積小,，開停方便,，啟動迅速,，產(chǎn)氣快(一般在30min左右)，能耗小,，運行成本低,，自動化程度高，操作維護方便,，撬裝方便,，無須專門基礎(chǔ)，產(chǎn)品氮純度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié),，產(chǎn)氮量≤2000Nm3/h,。但到目前為止，除美國空氣用品公司用PSA制氮技術(shù),，無須后級純化能工業(yè)化生產(chǎn)純度≥99.999%的高純氮外(進口價格很高),，國內(nèi)外同行一般用PSA制氮技術(shù)只能制取氮氣純度為99.9%的普氮(即O2≤0.1%)，個別企業(yè)可制取99.99%的純氮(O2≤0.01%),，純度更高從PSA制氮技術(shù)上是可能的,，但制作成本太高，用戶也很難接受,，所以用非低溫制氮技術(shù)制取高純氮還必須加后級純化裝置,。

膜分離空分制氮

膜分離空分制氮也是非低溫制氮技術(shù)的新的分支，是80年代國外迅速發(fā)展起來的一種新的制氮方法,，在國內(nèi)推廣應(yīng)用還是近幾年的事,。

膜分離制氮是以空氣為原料，在一定的壓力下,，利用氧和氮在中空纖維膜中的不同滲透速率來使氧、氮分離制取氮氣,。它與上述兩種制氮方法相比,，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)更簡單、體積更小,、無切換閥門,、操作維護也更為簡便、產(chǎn)氣更快(3min以內(nèi)),、增容更方便等特點,，但中空纖維膜對壓縮空氣清潔度要求更嚴，膜易老化而失效,，難以修復(fù),，需要換新膜，膜分離制氮比較適合氮氣純度要求在≤98%左右的中小型用戶,，此時具有最佳功能價格比;當要求氮氣純度高于98%時,，它與同規(guī)格的變壓吸附制氮裝置相比,，價格要高出30%左右，故由膜分離制氮和氮純化裝置相組合制取高純氮時,，普氮純度一般為98%,，因而會增加純化裝置的制作成本和運行成本。查特液氮罐