一、空分產品的定義
空分產品是指通過一定的工藝流程將空氣分離后獲得的氧氣、氮氣、氬氣等。空氣分離的工藝有低溫精餾法、變壓吸附法和膜分離法。一般說的空氣產品主要是指低溫精餾法獲得的產品氧氣、氮氣和氬氣。
二、氧、氮、氬三種主要氣體的性質和用途
氧是地球上一切有生命的機體賴以生存的物質。它很容易與其它物質發生化學反應而生成氧化物,在氧化反應過程中會產生大量熱量。因此,氧作為氧化劑和助燃劑在冶金、化工、能源、機械、國防工業等部門得到廣泛應用。
⑴ 鋼鐵企業最大的氧氣用戶是轉爐煉鋼車間,利用吹入高純氧氣,使鐵中碳、硫、硅等雜質氧化,氧化產生的熱量足以維持煉鋼過程所需的溫度,純氧吹煉大大縮短了冶煉時間,并且提高了鋼的質量。
⑵ 化學工業,在合成氨的生產化肥過程中,除氮是主要原料氣外,氧氣用于重油的高溫裂化、煤粉的氣化等工序,以強化工藝過程,提高化肥產量。
在天然氣重整生產甲醇、乙烯、丙烯氧化生產其氧化物,脫硫及回收時,也均需要消耗大量氧氣。
⑶ 能源工業,在煤加壓氣化時,為了保持爐內氧化層的溫度,必須供給足夠的氧氣。
⑷ 機械工業,主要用于金屬切割和焊接。氧氣作為乙炔的助燃劑,以產生高溫火焰,使金屬熔化。
⑸ 國防工業,液氧常作為火箭的助燃劑。可燃物質浸泡氧后具有強烈的爆炸性,可制作液氧炸藥。
此外,在醫療部門,氧氣也是病人急救和輔助治療不可缺少的物質。
氮的化學性質不活潑,在平常的狀態下有很大的惰性,不容易與其他物質發生化學反應,因此,氮在冶金工業、電子工業、化學工業中廣泛地用來作為保護氣體。例如冷軋、鍍鋅、熱處理、連鑄用的保護氣;作為高爐爐頂、轉爐煙罩的密封氣,以防可燃氣體泄漏,以及干熄焦裝置中焦炭的冷卻氣體等。一般的保護氣要求的氮純度為99.99%,有的要求氮純度在99.999%以上。
液氮是一種較為方便的冷源,在食品工業、醫療事業、畜牧業以及科學研究等方面得到越來越廣泛的應用。
氬是目前工業上應用很廣的稀有氣體,它的性質十分不活潑,既不能燃燒,也不助燃。在飛機制造、造船、原子能工業和機械工業部門,對特殊金屬,例如鋁、鎂、銅及其合金和不銹鋼在焊接時,往往用氬氣作為焊接保護氣,防止焊接件被空氣氧化或氮化。
在金屬冶煉方面,氧、氬吹煉是生產優質鋼的重要措施,每煉1噸鋼的氬氣消耗量為1-3m3。此外,對鈦、鋯、鍺等特殊金屬的冶煉,以及電子工業中也需要用氬作保護氣。