什么是深冷分离？三大系统？
深冷分离法又称低温精馏法，1902年由林德教授发明。
实质就是气液体化技术。
通常采用机械方法，如用节流膨胀或绝热膨胀等方法，把气体压缩、冷却后，利用不同气体沸点上的差异进行精馏，使不同气体得到分离。
深冷分离过程由空气压缩与净化、空气分离、液氮气化三大系统组成。
空气压缩及净化空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机，压缩至所需压力，然后送入空气冷却器，降低空气温度。
再进入空气干燥净化器，除去空气中的水份、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物。
空气分离净化后的空气进入空分塔中的主换热器，被返流气体（产品氮气、废气）冷却至饱和温度，送入精馏塔底部，在塔顶部得到氮气，液空经节流后送入冷凝蒸发器蒸发，同时冷凝由精馏塔送来的部分氮气，冷凝后的液氮一部分作为精馏塔的回流液，另一部分作为液氮产品出空分塔。
由冷凝蒸发器出来的废气经主换热器复热到约130K进膨胀机膨胀制冷为空分塔提供冷量，膨胀后的气体一部分作为分子筛的再生和吹冷用，然后经消音器排入大气。
液氮汽化由空分塔出来的液氮进液氮贮槽贮存，当空分设备检修时，贮槽内的液氮进入汽化器被加热后，送入产品氮气管道。
如何才能把氧气从空气中分离出来？
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，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)。
膜分离空气是什么？
气体膜分离技术是20世纪70年代开发成功的新一代气体分离技术。
其原理是在压力驱动下，借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解－扩散上的差异，即渗透速率差来进行分离的。
现已成为比较成熟的工艺技术，并广泛用于许多气体的分离，提浓工艺。
工业发达国家称之为“资源的创造性技术”。
分散空气和溶解空气产生气泡的方法？
在一定温度下，当液体压力低于一定值时，溶解在液体中的空气就会迅速从液体中分离出来，产生大量的气泡，这个压力称为该温度下的空气分离压。
如何实现空气中氮气和氧气的分离？
空气的主要成分是氮气（占78%）和氧气（占21%）,因此,可以说空气是制备氮气和氧气取之不尽的源泉.氮气主要用于合成氨、金属热处理的保护气氛、化工生产中的惰性保护气（开停车时吹扫管线、易氧化物质的氮封、压料）、粮食贮存、水果保鲜和电子工业等.氧气主要用于冶金、助燃气、医疗、废水处理和化学工业中的氧化剂等.如何廉价地分离空气制取氧气和氮气,这是化工工作者长期潜心研究解决的问题.
工业上分离空气的传统方法是采用深冷分离法,即将空气冷却到-150℃以下,再用低温精馏的方法实现分离.该法可以同进得到氮气和氧气,还可以得到液氮和液氧.但是,低温精馏法存在能耗高、流程长、启动过程长、设备维护要求高等缺点,因此近十几年来受到了变压吸附法和膜分离法等新兴分离方法的严峻挑战.
变压吸附法变压吸附法分离空气的机理有两种.一种是利用5A沸石分子筛的选择吸附特性,即5A沸石分子筛对氮气的平衡吸附量大于对氧气的平衡吸附量,这样当空气通过沸石床层时氮气就被吸附,流出氧气作为产品.当沸石吸附氮气饱和后,停止通入空气,并把床层抽成真空,抽出的氮气作为产品.另一种是利用碳分子筛的运态吸附特性,即碳分子筛对氧气和氮气的平衡吸附量相差不大,但由于氧气的分子尺寸(2.8×3.9)比氮气的分子尺寸(3.0×4.1)小,因而氧气在碳分子筛中的扩散速度快,吸附量也大,于是氧气在碳分子筛中的扩散速度快,吸附量也大,于是氧气被吸附,流出氮气作为产品.隔一段时间后,停止通入空气,把床层抽真空使碳分子筛再生.该法通常是在吸附阶段为0.0.5×106Pa、解吸阶段为常压或真空及常温的条件下进行的,在工业上很容易实现.
用变压吸附法分离空气可以得到富氧空气和99.9%的纯氮气,耗电量均小于1.0kwh/m3.目前,世界上用5A沸石分了筛制氧以日本最为成熟,氧浓度可达96%,耗电量仅为0.4kwh/m3.
总之,用变压吸附法分离空气具有能耗低、流程短、开停车时间短、自动控制、产品浓度可调等等优点,可望有较大的发展.
膜分离法膜法分离空气利用的是渗透原理,即氧气和氮气在非多孔高分子膜内的扩散速率不同.当氧气和氮气吸附在高分子膜表面时,由于膜两侧存在着浓度梯度,使气体扩散并通过高分子膜,接着在膜的另一侧解吸.因为氧气分子的体积小于氮气分子,因而氧气在高分子膜内的扩散速率大于氮气,这样,当空气通入膜的一侧时,在另一侧就可以得到富氧空气,同一侧得到氮气.
用膜法分离空气可以连续得到氮气和富氧空气.目前的高分子膜对氧、氮分离的选择性系数只有3.5左右,渗透系数也较小.分离得到的产品氮气浓度为95～99%,氧气浓度仅为30～40%.膜法分离空气一般是在常温和压力为0.0.5×106Pa的条件下操作的.
由于变压吸附法和膜法的崛起,中小规模的深冷空分装置已开始让出一部分市场.目前,变压吸附法和膜法的主要缺点是产品浓度不够高、回收率较低,这要通过改进吸附剂和高分子膜来克服.
怎么从空气中分离出氩？
1777年，法国化学家拉瓦锡在前人工作的基础上，通过实验提出了空气是由氮气和氧气组成的结论，揭开了空气神秘的面纱。
但百余年后，英国物理学家雷利在研究中发现，从空气中分离出的氮气，总比从含氮化合物中制得的氮气每升要少0.0067g，尽管这一差值非常微小，但他没有放过。
他怀疑从空气中获得的氮气里一定还含有尚未被发现的新气体。
后与英国化学家拉姆塞合作，经过十几年的努力，终于在1894年发现了空气中的氩气。
