制氧/制氮工艺空气中含氮气 78%，氧气 21%由于空气是取之不尽的免费原料，因此工业制氧/制氮通 常是将空气中的氧气和氮气分离出来制氧气用来炼钢；氮气用来搅拌钢水，氧气和氮气均 是重要的冶金原料制氧/制氮目的】：制氧氧气用来炼钢；氮气用来搅拌钢水，氧气和氮气均是重要的冶金原 料制氧/制氮糸统工艺滤程及主要设备简图工业制氧工业制氧是指制造大量氧气，致可分为以下几种方法注重成本，讲究大量制取，对纯度要求一般不会太高大（一）物理制氧1、空气冷冻分离法空气中的主要成分是氧气和氮气利用氧气和氮气的沸点不同（氧气沸点为-183°C，氮 气沸点为-196C），从空气中制备氧气称空气分离法首先把空气预冷、净化（去除空气中的 少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质）、然后进行压缩、冷却，使之 成为液态空气然后，利用氧和氮的沸点的不同，在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝， 将氧气和氮气分离开来，得到纯氧（可以达到 99．6％的纯度）和纯氮（可以达到 99．9％的纯 度）如果增加一些附加装置，还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有 惰性气体由空气分离装置产出的氧气，经过压缩机的压缩，最后将压缩氧气装入高压钢瓶 贮存，或通过管道直接输送到工厂、车间使用。
使用这种方法生产氧气，虽然需要大型的成 套设备和严格的安全操作技术，但是产量高，每小时可以产出数干、万立方米的氧气，而且 所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气，所以从 1903 年研制出第一台 深冷空分制氧机以来，这种制氧方法一直得到最广泛的应用2、分子筛制氧法（吸附法）利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来首先，用压 缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中，空气中的氮分子即被分子筛所吸 附，氧气进入吸附器内，当吸附器内氧气达到一定量（压力达到一定程度）时，即可打开出 氧阀门放出氧气经过一段时间，分子筛吸附的氮逐渐增多，吸附能力减弱，产出的氧气纯 度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮，然后重复上述过程这种制取氧的方法 亦称吸附法最近，利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来，便于家庭使用3、电解制氧法把水放入电解槽中，加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度，然后通入直流电，水 就分解为氧气和氢气每制取一立方米氧，同时获得两立方米氢用电解法制取一立方米氧 要耗电12—15 千瓦小时，与上述两种方法的耗电量（0．55—0．60千瓦小时）相比，是很 不经济的。
所以，电解法不适用于大量制氧另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集， 在空气中聚集起来，如与氧气混合，容易发生极其剧烈的爆炸所以，电解法也不适用家庭 制氧的方法二）化学制氧工业和医用氧气均购自制氧厂工厂制氧的原料是空气，故价格非常便宜但是，氧气 的贮存（高压氧气用钢瓶、液氧要用特殊贮罐）、运输、使用不太方便因此远离氧气厂的 偏远山区运输困难，另外有些特殊环境如病人家中、高空飞行、水下航行的潜艇、潜水作业、 矿井抢救等携带巨大笨重的钢瓶极为不便，小型钢瓶贮氧量小，使用时间短，因此就出现化 学制氧法，在化合物中以无机过氧化物含氧量最多且易释放，目前化学制氧多采用过氧化物 来制氧对无机过氧化合物的科学研究开始于18世纪1798年德国自然科学家洪堡（Alexander von Humboldt）采用在高温中把氧化钡氧化的方法，制取了过氧化钡1810年法国化学家盖 一吕萨克（Joseph—Louis Gay—Lussac）和泰纳尔（Louis—Jacques Thenard）合作制取了过 氧化钠和过氧化钾 1818年泰纳尔又用酸处理过氧化钡，再经蒸馏发现了过氧化氢 200年 来，化学家们不断地研究，发现大量无机过氧化合物。
这些过氧化物，在遇热或遇水或遇其 他化学试剂的时候，很容易析出氧气常用的过氧化物有以下几种：1、液体过氧化物（液体产氧剂）—双氧水双氧水的化学名称是过氧化氢（H2O2），为无色透明液体，有微弱的特殊臭氧味，是很不 稳定的物质，在遇热、遇碱、混入杂质等许多情况下都会加速分解温度每升高5°C,它的 分解速度就要增加1. 5倍即便是稀释后浓度为35%的双氧水，在pH值增加（例如贮存在 含碱玻璃瓶里）超过 6 个小时就要发生急剧分解双氧水中混入少量杂质（如铁、铜、黄铜、 青铜、铅、银、铬、锰等金属粉末或它们的盐类），即便在室温下，同样要引起急剧的分解， 产生氧气双氧水是过氧化物中最基本的物质，也是各国科学家最早认识的化学产氧剂双氧水具 有产氧量较大（30%的稀释液中，有效氧含量为14. 1%）和成本较低的好处但是，双氧水 是强腐蚀剂，稍稍不慎便会造成人身伤害，而且在许多情况下还可引起爆炸或燃烧，无论在 使用或贮存、运输中都属于危险品比如：在常压下，双氧水的蒸汽浓度达到 40%以上时， 温度过高即有爆炸危险双氧水与有机物混合，能生成敏感和强烈的高效炸药双氧水与醇 类、甘油等有机物混合，就形成极危险的爆炸性混合物。
双氧水是强烈氧化剂，对有机物、 特别对纺织物和纸张有腐蚀性，与大多数可燃物接触都能自行燃烧空分制氧工艺流程空分制氧系统中精馏塔分离氮气与氧气的原理简介：精馏塔是一种采用精馏的方法，使各组份分离从而得到高纯度组份的设备空气被冷却至接近液化温度后送入精馏塔的下塔，空气自下向上与温度较低的回流液体 充分接触进行传热，使部分空气冷凝为液体由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份，在冷 凝过程中，氧比氮较多的冷凝下来，使气体中氮的纯度提高同时，气体冷凝时要放出冷凝 潜热，使回流液体一部分汽化由于氮是易挥发组份因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液 体中氧纯度提高就这样，气体由下向上与每一块塔板上的回流液体进行传热传质，而每经 过一块塔板，气相中的氮纯度就提高一次，当气体到达下塔顶部时，绝大部分氧已被冷凝到 液体中，使气相中的氮纯度达到 99.999％一部分氮气进入冷凝蒸发器中，冷凝成液氮．作 为下塔回流液同时上塔底部的液氧汽化，作为上塔的上升气体，参与上塔的精馏将下塔底部得到的含氧38〜40%的富氧液空节流后送入上塔，作为上塔的一部分 回流液与上升气体接触传热，部分富氧液空汽化由于氧是难挥发组份，氮是易挥发组份， 因此，氮比氧较多的蒸发出来，使液体氧纯度提高。
液体由上向下与上升气体多次传热传质， 液相中的氧纯度不断提高，当液体到达上塔底部时就可得到 99.6%的液氧工业制氮【制氮原理简介】：以空气为原料，利用物理的方法,将其中的氧和氮分离而获得工业中有 三种，即深冷空分法、分子筛空分法（PSA）和膜空分法A深冷空分制氮深冷空分制氮是一种传统的制氮方法，已有近几十年的历史它是以空气为原料，经过 压缩、净化，再利用热交换使空气液化成为液空液空主要是液氧和液氮的混合物，利用液 氧和液氮的沸点不同（在1大气压下，前者的沸点为-183°C，后者的为-196°C）,通过液空的 精馏，使它们分离来获得氮气深冷空分制氮设备复杂、占地面积大，基建费用较高，设备 一次性投资较多，运行成本较高，产气慢（12〜24h），安装要求高、周期较长综合设备、 安装及基建诸因素， 3500Nm3／h 以下的设备，相同规格的 PSA 装置的投资规模要比深冷空 分装置低20%〜50%深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮，而中、小规模制氮就显得不 经济B分子筛空分制氮以空气为原料，以碳分子筛作为吸附剂，运用变压吸附原理，利用碳分子筛对氧和氮的 选择性吸附而使氮和氧分离的方法，通称 PSA 制氮。
此法是七十年代迅速发展起来的一种新 的制氮技术与传统制氮法相比，它具有工艺流程简单、自动化程度高、产气快（15〜30分 钟）、能耗低，产品纯度可在较大范围内根据用户需要进行调节，操作维护方便、运行成本较 低、装置适应性较强等特点，故在1000Nm3 / h以下制氮设备中颇具竞争力，越来越得到中、 小型氮气用户的欢迎， PSA 制氮已成为中、小型氮气用户的首选方法C膜空分制氮以空气为原料，在一定压力条件下，利用氧和氮等不同性质的气体在膜中具有不同的渗 透速率来使氧和氮分离和其它制氮设备相比它具有结构更为简单、体积更小、无切换阀门、 维护量更少、产气更快（S3分钟）、增容方便等优点，它特别适宜于氮气纯度＜98%的中、小 型氮气用户，有最佳功能价格比而氮气纯度在 98%以上时，它与相同规格的 PSA 制氮机 相比价格要高出15%以上工业用氮的技术指标氮是工业生产的重要原料，氮气可以用来搅拌钢水，液氮可以用来冷藏食品等还可以医用 作麻醉．从使用着眼，氮气有四个基本参数需要注意，即纯度、流量、露点和压力 ，参数值因用途不 同而异，供需双方为取得共识，有必要先简单介绍一下四个技术参数的概念纯度 纯度是氮气的一个重要技术参数，按国标氮气的纯度分为工业用氮气、纯氮和高纯氮三级， 它们的纯度分别为 99. 5%(O2S0. 5%), 99. 99%(O2S0. 01 % )和 99. 999%(02 ＜0. 001 %)。
流量 它是指气体流动过程中,单位时间内通过任一截面的气体量流量有两种方式来表示,即体 积流量和质量流量前者指通过管路任一截面的气体体积,后者为通过的气体质量,在气体 工业中一般均采用体积流量以m3/h (或L/h)为度量单位因气体体积与温度、压力和湿 度有关，为便于比较通常所说的体积流量是指标准状态(温度为20°C,压力为0. 101MPa, 相对湿度为65%)而言，此时的流量以Nm3 / h为单位，“N”即表示标准状态压力 压力有表压和绝对压力之分，工程上把大于大气压力并以大气压力为起点(零点)来表示的 压力称为“表压”，把压力为零时称为“绝对压力”，在气体行业中，若无特殊说明其压力均指表 压，其单位为MPa,在许多计算中，常要用“绝对压力”，它们之间有如下关系：绝对压力=表压+大气压力露点 它是指气体中的水份从未饱和水蒸气变成饱和水蒸气的温度当未饱和水蒸气变成饱和水蒸 气时，有极细的露珠出现，出现露珠时的温度叫做“露点”，它表征气体中的含水量，露点越 低，表示气体中的含水量越少，气体越干燥露点和压力有关，因此又有大气压露点(常压 露点)和压力下露点之分大气压露点是指在大气压力下水份的凝结温度，而压力下露点是 指该压力下的水份凝结温度，两者有换算关系(可查换算表)，如压力 0. 7MPa 时压力露 点为5C，则相应的大气压(0. 101MPa)露点则为一20Co在气体行业中，若无特殊说明， 所指的露点均为大气压露点。
上面简介了气体几个参数的意义，磁性材料用氮气可根据其工艺要求，提出参数的具体指标：(1 )氮气流量流量的确定主要依据是用氮设备的类型、设备数量和生产工艺以 MnZn 铁氧体烧结用氮窑为例，长窑和短窑，单板窑和双板窑，进行致密化烧结和不进行致密化烧 结，调窑水平不同等用气量都有较大差别此外，在确定氮气用量时，还应留有适当余量2) 氮气纯度依据生产工艺确定，对于磁性材料一般都要求高纯氮——纯度＞99.995%， O2 和 H2 含量在一定范围3) 压力依据设备和工艺来确定其氮气的最低压力值，然后利用调压阀调节到工艺所需压 力4) 露点水气也是一种氧化性气体，当然应有限制对于磁性材料用氮而言，通常只要露 点＜ —60C，即氮中水份含量＜10. 7x10 — 6就可满足工艺要求［工艺流程］ 供氮方式的选择高纯氮源从氮气质量上来讲，均可满足用气要求，但在氮气成本上差异较大，用气量愈 大，差异愈显著企业选择何种供氮方式，应在充分了解各供气方式特点的基础上，根据本 企业的产品、生产工艺、生产规模、用气设备类型。