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介绍
氩是一种非常重要的化学元素,它是一种无色、无味、惰性气体,在大气中含量最高,%。氩的主要用途是作为气体保护焊的惰性气体,以保持焊接区域的纯净度和防止氧化。
提氩是一种通过空气分离的过程,从大气中提取氩的方法,通常采用液态空气分离法来提氩。液态空气分离法是一种基于空气中不同成分沸点不同的原理,通过将空气逐步加压冷却,分离出其中不同成分的方法。
本文将介绍提氩的方法和设备。
提氩的方法
液态空气分离法是目前用于提高氩的主要方法。其过程可描述为下面的流程图:
大气 -> 空气压缩 -> 空气分离 -> 氩
1. 空气压缩
先挤缩空气将空气的温度升高。通过液态氮塔逐级升高的压力可以使空气冷却,相当于“逆变换”,把空气的不同成分处理出来。在压缩过程中加入适量的水来保持气体浓度和防止腐蚀。
2. 空气分离
空气分离是将空气中的不同成分分离的过程。空气经过预冷、精制、分离器等部分,可以将其中的氧气、氮气、氩等成分分别提取出来。
从压缩机出来的含水气体经过粗配的压缩空气过滤器去除尘埃、油脂等杂质,再进入空气预冷器,在预冷器中与出口冷氮再预冷到低于-150℃以下,液态氧、液态氮堆于第二次换热器中产生在冷凝器中液态。然后将液态气体导入低温分离塔,通过分离器产生25-30%氧气、70-75%氮气和1-3%的氩气。
3. 氩
将气体从低温分离塔中的蒸汽室吹出:在蒸汽室下部排气罩内设置导流筒,蒸汽通过导流筒进入气孔,保证气浓度均匀,从而实现氩的分离。
提氩的设备
液态空气分离法的关键设备有以下几个:
1. 空气压缩机
空气压缩机是提氩的首要设备,负责将大气中的气体压缩至一定温度和压力,以便进行后续分离操作。空气压缩机有多种种类,但在液态空气分离中通常采用液态氮压缩机。
2. 液态氮塔
液态氮塔是分离空气的关键设备,通过逐渐升高空气压力和降低空气温度,将空气中各种成分分离出来。液态氮塔通常由预冷器、备气瓶、冷却器、过滤器和分离器等组成,这些部件共同实现了空气的分离和氧气、氮气、氩气的分离,同时减少杂气和噪声等因素的影响。
3. 低温分离塔
低温分离塔是液态空气分离法的核心部件,是将空气分离成三部分的关键设备。低温分离塔通过将气体冷却到很低的温度,在分离塔中实现氧气、氮气和氩气的分离。在低温分离塔中有许多精细的部件,如分离器、换热器、储气罐等。
4. 导流筒
导流筒是将气体从低温分离塔中吹出的部件,负责将气体分离出来。导流筒一般由不锈钢或铜制成,在其下部设置有气孔。
结论
氩是一种重要的化学元素,能够用于气体保护焊等领域。提氩是一种通过空气分离的过程,从大气中提取氩的方法。液态空气分离法是一种基于空气中不同成分沸点不同的原理,通过将空气逐步加压冷却,分离出其中不同成分的方法。液态空气分离法采用的关键设备包括空气压缩机、液态氮塔、低温分离塔和导流筒等部件。
我们在生产或实验中,也可以通过将低温分离技术应用于提氩,为自身的发展及环保事业做出更大的贡献。