利用深冷法制氧,首先要將空氣液化,再根據(jù)氧、氮沸點(diǎn)不同將它們分離開(kāi)來(lái)??諝庖夯仨殞囟冉档?140.6℃以下。一般空氣分離是在-172~-194℃的溫度范圍進(jìn)行的。
用深冷法制氧的設(shè)備具有以下特點(diǎn):
1)低溫?fù)Q熱器、精餾塔等低溫容器及管道置于保冷箱內(nèi),并充填有熱導(dǎo)率低的絕熱材料,防止從周圍傳入熱量,減少冷損,否則設(shè)備無(wú)法運(yùn)行;
2)用于制造低溫設(shè)備的材料,要求在低溫下有足夠的強(qiáng)度和韌性,以及有良好的焊接、加工性能。常用鋁合金、銅合金、不銹鋼等材料;
3)空氣中高沸點(diǎn)的雜質(zhì),例如水分、二氧化碳等,應(yīng)在常溫時(shí)預(yù)先清除。否則會(huì)堵塞設(shè)備內(nèi)的通道,使裝置無(wú)法工作;
4)空氣中的乙炔和碳?xì)浠衔镞M(jìn)入空分塔內(nèi),積聚到一定程度,會(huì)影響安全運(yùn)行,甚至發(fā)生爆炸事故。因此,必須設(shè)置凈化設(shè)備將其清除;
5)貯存低溫液體的密閉容器,當(dāng)外界有熱量傳入時(shí),會(huì)有部分低溫液體吸熱而氣化,壓力會(huì)自動(dòng)升高。為防止超壓,必須設(shè)置可靠的安全裝置;
6)低溫液體漏入基礎(chǔ),會(huì)將基礎(chǔ)凍裂,設(shè)備傾斜。因此必須保證設(shè)備、管道和閥門的密封性,要考慮熱脹冷縮可能產(chǎn)生的應(yīng)力和變形;
7)被液氧浸漬過(guò)的木材、焦炭等多孔有機(jī)物質(zhì),當(dāng)接觸火源或給以一定的沖擊力時(shí),會(huì)發(fā)生激烈的燃爆。因此,冷箱內(nèi)不允許有多孔性的有機(jī)物質(zhì)。對(duì)液氧的排放,應(yīng)預(yù)先考慮有專門的液氧排放管路和容器,不能走地溝;
8)低溫液體長(zhǎng)期沖擊碳素鋼板,會(huì)使鋼板脆裂。因此,排放低溫液體的管道及排放槽不能采用碳素鋼制品;
9)氮?dú)?、氬氣是窒息性氣體,其液體排放管應(yīng)引至室外。氣體排放管應(yīng)有一定的排放高度,排放口不能朝向平臺(tái)樓梯;
10)氧氣是強(qiáng)烈的助燃劑,其排放管不能直接排在不通風(fēng)的廠房?jī)?nèi)。