Glavni sestavini zraka sta dušik (78 %) in kisik (21 %), zato lahko rečemo, da je zrak neizčrpen vir za pripravo dušika in kisika.Obrat za kisik PSA.Dušik se večinoma uporablja za sintetični amoniak, zaščitno atmosfero za toplotno obdelavo kovin, inertni zaščitni plin v kemični proizvodnji (zagonsko in zaustavitveno čiščenje cevovodov, dušikovo tesnjenje lahko oksidiranih snovi), skladiščenje žita, konzerviranje sadja, elektronska industrija itd. uporablja se predvsem kot oksidant v metalurgiji, pomožnem plinu, zdravljenju, čiščenju odpadne vode, nihajočih adsorpcijskih napravah za dušik in kemični industriji.Kako poceni ločiti zrak za proizvodnjo kisika in dušika, je dolgoročen problem, ki ga preučujejo in rešujejo kemiki.
Čistega dušika ni mogoče pridobiti neposredno iz narave, zato je ločevanje zraka prva izbira.Metode ločevanja zraka vključujejo nizkotemperaturno metodo, metodo adsorpcije z nihanjem tlaka in membransko metodo ločevanja.S hitrim razvojem industrije se je dušik široko uporabljal v kemični industriji, elektroniki, metalurgiji, hrani, strojih in drugih področjih.Povpraševanje Kitajske po dušiku raste z letno stopnjo več kot 8 %.Kemija dušika ni živahna.V običajnih pogojih je zelo inerten in ni lahko reagirati z drugimi snovmi.Zato se dušik pogosto uporablja kot vzdrževalni plin in tesnilni plin v metalurgiji, elektronski, kemični industriji in drugih industrijah.Na splošno je čistost vzdrževalnega plina 99,99 %, nekateri pa zahtevajo več kot 99,998 % dušika visoke čistosti.
Generator tekočega dušika je priročen vir mraza, ki se vse bolj uporablja pri shranjevanju semena v živilski industriji, delu in živinoreji.Pri proizvodnji sintetičnega amoniaka v industriji gnojil se mešanica vodikovega dušika v dovodnem plinu sintetičnega amoniaka spere in rafinira s čistim tekočim dušikom.Vsebnost inertnega plina je lahko zelo nizka, vsebnost ogljikovega monoksida in kisika pa ne sme presegati 20 ppm.
Membransko ločevanje zraka je zasnovano na principu permeacije, to je, da sta hitrosti difuzije kisika in dušika v neporozni polimerni membrani različni.Ko se kisik in dušik adsorbirata na površini polimerne membrane, plin zaradi koncentracijskega gradienta na obeh straneh membrane difundira in prehaja skozi polimerno membrano, nato pa se desorbira na drugi strani membrane.Ker je prostornina molekule kisika manjša od prostornine molekule dušika, je hitrost difuzije kisika v polimerni membrani večja kot pri molekuli dušika.Na ta način, ko zrak vstopi na eno stran membrane, lahko na drugi strani dobimo zrak, obogaten s kisikom, na isti strani pa dušik.
Z dušikom in kisikom obogaten zrak je mogoče pridobivati neprekinjeno z ločevanjem zraka z membransko metodo.Trenutno je koeficient selektivnosti polimerne membrane za ločevanje kisika in dušika le približno 3,5, koeficient prepustnosti pa je tudi zelo majhen.Koncentracija dušika v ločenem produktu je 95 ~ 99 %, koncentracija kisika pa le 30 ~ 40 %.Membransko ločevanje zraka se običajno izvaja pri sobni temperaturi, 0,1 ~ 0,5 × 106pa.
Čas objave: 18. januar 2022