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答：氧化亞氮的分子式為N2O，也叫一氧化二氮，俗稱(chēng)“笑氣”。大氣中的氧化亞氮濃度約為3×10-9。隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，它的含量以每年0.2%～0.3%的速度增加。
土壤微生物在土壤及海洋中的氧化和脫氮活動(dòng)生成的氧化亞氮占大氣中氧化亞氮含量的1/3，另外2/3是人為生成的。例如：礦物燃料、生物體、廢棄物的燃燒、污水處理、發(fā)酵源、汽車(chē)廢氣等都會(huì)導(dǎo)致N2O的生成。在N2O生成源附近，大氣中N2O的含量可達(dá)到3×10-6以上。雖然N2O的化學(xué)性質(zhì)不活潑，既不會(huì)產(chǎn)生腐蝕，也不會(huì)發(fā)生爆炸，但是它的物理性質(zhì)對(duì)空氣分離具有危害。它的臨界溫度為309.7K，臨界壓力為7.27MPa，其三相點(diǎn)是182.3K、0.088MPa。在空氣分離裝置的壓力和溫度的條件下，它具有升華性質(zhì)。在常壓下，其沸點(diǎn)為185K，比N2、O2、Ar的沸點(diǎn)都高，因而，在氧、氮分離過(guò)程中，它將濃縮于液氧中。
N2O在水中的溶解度很小，N2O隨加工空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器、壓縮機(jī)、冷卻器、水分離器后不能將其分離、除去。大部分N2O都會(huì)帶入分子篩純化器，分子篩對(duì)N2O的吸附能力小于對(duì)CO2的吸附能力。N2O先穿透吸附床層而進(jìn)入精餾塔，而且在分子篩對(duì)H2O、CO2、C2H2等碳?xì)浠衔锏墓参竭^(guò)程中，CO2能夠?qū)⒎肿雍Y已吸附的N2O分子置換出來(lái)。所以，分子篩也不能清除N2O。在主換熱器中，加工空氣被冷卻到接近液化溫度，N2O首先冷凝成固體，會(huì)造成空氣通道阻塞。在加工空氣壓力為0.6MPa，N2O含量為1×10-6時(shí)，N2O的凝結(jié)析出溫度為113K。
在精餾塔中，因?yàn)镹2O相對(duì)N2、O2、Ar組分為高沸點(diǎn)組分，故它將溶解在液氧中，致使在上塔底無(wú)法獲得高純度的液氧和氣氧產(chǎn)品。據(jù)測(cè)定，氧產(chǎn)品純度為99.5%時(shí)，N2O的平均含量為1.4×10-5。并且，在液氧排放不充分時(shí)，N2O在液氧中不斷積累，當(dāng)液氧中的N2O含量大于50×10-6時(shí)，就會(huì)呈固態(tài)析出，阻塞主冷凝蒸發(fā)器通道。
在稀有氣體氪、氙的生產(chǎn)中，隨著氪、氙的濃縮，N2O也濃縮。N2O的含量可達(dá)100×10-6～150×10-6。N2O本身不燃燒，但可以熱分解。這將影響對(duì)粗氪、氙中CH4的催化燃燒的清除以及利用分子篩對(duì)生成的水和二氧化碳的吸附。
由于環(huán)境的問(wèn)題，空氣中的N2O的濃度不斷增加。況且電子等行業(yè)對(duì)氧產(chǎn)品的純度要求越來(lái)越高(99.99%～99.9999%)，因此，對(duì)加工空氣中的N2O的清除比過(guò)去更重要。較好的清除方法是尋找合適的分子篩，在分子篩純化器中將加工空氣中的H2O、CO2、C2H2、N2O共吸附而清除。

答：在精餾塔內(nèi)，液體沿塔板通過(guò)溢流斗逐塊下流，與溫度較高的蒸氣在塔板上接觸，發(fā)生傳熱和部分蒸發(fā)、部分冷凝的過(guò)程。如果塔板上的液體難于沿溢流斗流下，造成溢流斗內(nèi)液面越漲越高，直至與塔板上的液面相平，液體無(wú)法下流，就叫“液懸”或“液泛”。如圖56所示，當(dāng)溢流斗內(nèi)液面超過(guò)溢流斗高度的50%時(shí)，就認(rèn)為開(kāi)始發(fā)生輕微的液泛。
精餾塔內(nèi)氣液在正常流動(dòng)時(shí)，由于蒸氣是自下而上地流動(dòng)，要克服塔板的阻力。因此，上部的壓力(P2)要比下部的壓力(P1)低。其壓差(P1-P2)反映了每塊塔板阻力的大小。液體自上而下流動(dòng)是從壓力低處流向壓力高處，因此，溢流斗內(nèi)的液面一定要比塔板上的液面高到一定程度才能流出。同時(shí)，液體在流過(guò)溢流斗時(shí)，液體還要克服在出口處的阻力，因此，溢流斗內(nèi)的液面只有上升到液柱所產(chǎn)生的壓力能夠克服塔板上、下的壓差和溢流斗的阻力時(shí)，才能保證液體順利流過(guò)，液面保持穩(wěn)定。
當(dāng)塔板阻力增加，造成塔板上、下的壓差增加，或溢流斗的阻力增加時(shí)，靠溢流斗內(nèi)原有的液體高度已不足以克服壓差和阻力，則液體暫時(shí)不能流下。當(dāng)溢流斗內(nèi)液面漲到一定高度時(shí)，又達(dá)到新的平衡。當(dāng)塔板阻力或溢流斗阻力過(guò)大時(shí)，必將引起溢流斗內(nèi)液面繼續(xù)上漲，直至與上一塊塔板的液面相平，塔板上的液體也隨之上漲。當(dāng)塔板上的液體上漲到上升蒸氣無(wú)法托持住時(shí)，就會(huì)從篩孔一瀉而下。如果產(chǎn)生液泛的原因沒(méi)有消除，則又會(huì)重復(fù)上述過(guò)程。
由此可見(jiàn)，當(dāng)塔內(nèi)發(fā)生液泛時(shí)，阻力、液面將發(fā)生很大的波動(dòng)。同時(shí)破壞了塔內(nèi)的精餾過(guò)程，產(chǎn)品純度往往達(dá)不到要求，并且波動(dòng)很大，無(wú)法維持正常生產(chǎn)。在操作中應(yīng)盡力避免液泛的發(fā)生，并及時(shí)進(jìn)行處理。

答：在采用空氣分離法制取氧氣時(shí)，總是希望將加工空氣中的氧盡可能多地作為產(chǎn)品分離出來(lái)。為了評(píng)價(jià)分離的完善程度，引入氧提取率這一概念。
氧提取率以產(chǎn)品氧中的總氧量與進(jìn)塔加工空氣中的總氧量之比來(lái)表示。即
式中ψ--氧的提取率；
Vo2、Vk--氧氣產(chǎn)量和加工空氣量，m3/h；
yo2、yk--產(chǎn)品氧和空氣中所含氧的體積分?jǐn)?shù)。
從上式可以看出：對(duì)于一定的地點(diǎn)，空氣中的含氧量基本不變。當(dāng)進(jìn)塔空氣量和產(chǎn)品氧純度一定時(shí)，氧提取率的高低取決于氧產(chǎn)量的多少。而氧產(chǎn)量的多少，對(duì)于全低壓制氧機(jī)在進(jìn)氣量一定的條件下，主要決定于污氮中含氧的高低?，F(xiàn)以3200m3/h空分裝置為例，當(dāng)進(jìn)塔空氣為18100m3/h，污氣氮量為加工空氣量的60.2%，污氮中氧的體積分?jǐn)?shù)為5.5%時(shí)，氧產(chǎn)量是3200m3/h，氧純度是99.6%。由此可以算出，此時(shí)氧提取率為
ψ=3200×99.6/(18100×20.9)=0.842，即84.2%
同時(shí)可以算出隨污氮跑掉的氧氣量為18100(m3/h)×60.2/%×5.5%=599.2m3/h。如果污氮中含氧增大至7.5%，則隨污氮跑掉的氧氣量為：
18100(m3/h)×60.2%×7.5%=817.2m3/h
由此可見(jiàn)，氧氣產(chǎn)量將減少(817.2-599.2)m3/h=218m3/h，即氧產(chǎn)量為(3200-218)m3/h=2982m3/h。此時(shí)氧提取率為 ψ=2982×99.6/(18100×20.9)=0.718=71.8%。
所以，應(yīng)該努力降低污氮中的含氧量，這樣可以多產(chǎn)氧，提高氧的提取率。
全低壓的精餾塔的氧提取率以前只有80%～85%，現(xiàn)在已提高到90%～95%，最先進(jìn)的甚至可達(dá)99%左右。

答：切換式換熱器流程制氧機(jī)，為了達(dá)到水分和二氧化碳的自清除，要求有較大的污氣氮量才能保證不凍結(jié)條件，因此，純氣氮產(chǎn)品量較少，最多只能達(dá)到氣氧產(chǎn)量的1.3倍。因而，下塔提供給上塔的純液氮量較少，可以抽出一股污液氮到上塔。這樣，還可使上塔精餾段的回流比加大，使它具有更大的精餾潛力，從而允許較多的膨脹空氣進(jìn)入上塔，以防膨脹空氣旁通，影響氧提取率。
對(duì)于分子篩純化增壓膨脹流程的制氧機(jī)而言，因不受自清除的限制，純氣氮產(chǎn)品量有較大幅度的提高。除了保證分子篩純化器再生用的污氮量而外，其余都可以作為純氣氮產(chǎn)品送出，純氮產(chǎn)量與氧產(chǎn)量之比可達(dá)3～3.5。這樣，下塔需要較大的回流比，才能保證純液氮的量和純度，而后再送入上塔作為回流液。
此外，由于這種流程采用增壓膨脹，膨脹工質(zhì)的單位制冷量較高，在補(bǔ)償同樣冷損的前提下，所需的膨脹量較小，一般不會(huì)超出上塔允許吹入的空氣量。因此，也不需要靠抽污液氮來(lái)直接增大精餾段回流比。與此同時(shí)，由于不抽污液氮，下塔減少了抽口、管路和閥門(mén)，流程也簡(jiǎn)化了。
總之，純氣氮產(chǎn)品產(chǎn)量較大的制氧機(jī)下塔一般不抽污液氮。在采用增壓膨脹且膨脹量較小的情況下，下塔抽污液氮就更無(wú)必要。