（1）空氣分離的基本原理
低溫精餾是氣體分離的主要方法。它是先將氣體混合物冷凝為液體，然后再按各組分沸點(diǎn)的不同將它們分離。
（2）空氣的蒸發(fā)和冷凝過程
液化空氣的蒸發(fā)可以得到比液體原含氮量高的氣體，也可以得到比液體原含氧量高的富氧液體。
液化空氣的蒸發(fā)右有兩種情況：①蒸發(fā)的蒸氣在整個過程中小從容器中取出(簡單蒸發(fā))，而是同原液體同時存在及相接觸；②蒸發(fā)的蒸氣從容器中部分地放出(分部蒸發(fā))，放出的量可以是無限小。而空氣在街閉容器中等壓下的簡單冷凝過程，是上述蒸發(fā)過程的逆過程。
分析這種方式可知：采用簡單蒸發(fā)(冷凝)的方法是不能實(shí)現(xiàn)氧、氮分離的。
（3）空氣的分部蒸發(fā)(冷凝)過程
所謂分部蒸發(fā)是指液化空氣在蒸發(fā)過程中不斷地將蒸發(fā)的蒸氣引出，最后可獲得含氧量較高的液氧，實(shí)現(xiàn)空氣分離。而分部冷凝是分部蒸發(fā)的逆過程。采用這種方法可獲得數(shù)量極少濃度較高的液氧(氣氮)產(chǎn)品。
（4）分凝過程
如上如述，分部蒸發(fā)(冷凝)過程可以獲得數(shù)量很少濃度較高的液氧(氣氮)產(chǎn)品。分部蒸發(fā)是一個吸熱過程。而分部冷凝是一個放熱過程。如果把這兩個過程結(jié)合起來在同一個設(shè)備中進(jìn)行，就可獲得高純度的氧和氮產(chǎn)品，這就是分凝過程。從理論上講，使用這種方法，氮?dú)猱a(chǎn)品的純度接近100%。但在實(shí)際過程中，僅用這種方法生產(chǎn)氮?dú)?，其產(chǎn)品質(zhì)量是不高的，這是因?yàn)?，由于設(shè)備和時間、速度的影響，導(dǎo)致容器內(nèi)液體空氣與氣體的質(zhì)交換不能無限充分。
（5）空氣的精餾
①空氣的精餾過程
為了克服分凝過程的缺點(diǎn)，提高產(chǎn)品的純度，就必須增加氣液間進(jìn)行質(zhì)量和熱量交換的時間，這就提出了精餾的方法。所謂精餾就是把液體混合物同時并多次地部分汽化和部分冷凝的過程。使低沸點(diǎn)組分(氮)不斷地從液相蒸發(fā)到氣相中去，同時使高沸點(diǎn)組分(氧)不斷地從氣相冷凝到液相中，最后實(shí)現(xiàn)兩種組分的分離。這一過程可按如圖1所示的精餾過程簡圖來說明。
②精餾塔的作用
圖1所示過程僅僅說明了精餾過程的基本概念，實(shí)際過程還要復(fù)雜些。為了使氣、液接觸后能接近平衡狀態(tài)，就必須要增大氣液接觸面積和增長接觸時間。為此，精餾過程一般是通過專門的設(shè)備即精餾塔來實(shí)現(xiàn)的。精餾塔為圓柱形簡體，其中設(shè)置許多層相互平行的塔板。在制氧機(jī)中所用的精餾塔主要是篩板塔。篩板塔的主要作用是使不平衡的蒸氣與液體在板卜進(jìn)行熱質(zhì)交換，并趨向平衡；使趨向平衡的蒸氣繼續(xù)L升，液體繼續(xù)下流，即把趨向平衡的兩相流分開，然后在相鄰的塔板上再進(jìn)行新的接觸。
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