空分制氮的原理是
碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮,其吸附量也随着压力的升高而升高,而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。因而,仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果进一步考虑吸附速度的话,就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。氧分子直径比氮分子小,因而扩散速度比氮快数百倍,故碳分子筛吸附氧的速度也很快,吸附约1分钟就达到90%以上;而此时氮的吸附量仅有5%左右,所以此时吸附的大体上都是氧气,而剩下的大体上都是氮气。这样,如果将吸附时间控制在1分钟以内的话,就可以将氧和氮初步分离开来,也就是说,吸附和解吸是靠压力差来实现的,压力升高时吸附,压力下降时解吸。而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差,通过控制吸附时间来实现的,将时间控制的很短,氧已充分吸附,而氮还未来得及吸附,就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化,也要将时间控制在1分钟以内。
空分技术主要是利用低温精馏的原理,将空气中的各种气体根据沸点不同,采用多级精馏获得高纯的一种技术。如果是要求不是特别高,量不是很大的情况,是可以采用膜分离技术的。
把空气液化,在通过精馏塔利用氧气和氮气的沸点不同,部分冷凝部分蒸发,氮气蒸发获得。
先低温加压,空气液化,空气的主要成分氮气和氧气,液态氮比液态氧的沸点低,所以再蒸发,氮气首先出来,所以液态空气蒸发后得到氮气和液氧
空气中不同组分的冷凝点不同,通过降温,把空气中的组分依次凝成液体分离。