隨著變壓吸附技術的不斷成熟,制氮機的應用領域越來越寬闊,國際上對碳分子篩的需求也越來越大,歐美等發達國家的需求量每年都穩步增長,近幾年發展中國家的需求量更是突飛猛進,每年以成倍的速度增長,保守估計,2013年國際上碳分子篩總需求量在數十萬噸以上。
大多數廠家生產的碳分子篩在外型上并無多大差別,因此用戶只靠觀察分子篩外型是很難區分到底是進口分子篩還是國產分子篩的。但有一點,如果在購買設備時,廠家宣稱使用的是進口分子篩,但價格遠遠格的話,那就要小心了。買的沒有賣的精,設備制造廠家是不可能虧本賣設備的。買內裝國產分子篩的設備并不可怕,但花了進口分子篩的價錢卻買了國產分子篩,那損失可就大了。
該產品屬于碳素吸附劑,是由碳組成的多孔物質,孔結構模型為無序堆積碳素結構。碳分子篩是非計量化合物,其重要性質是基于它的微孔結構。它分離空氣的能力,取決于空氣中各種氣體在碳分子篩微孔中的不同擴散速度,或不同的吸附力,或兩種效應同時起作用。在平衡條件下,碳分子篩對氧和氮的吸附量相當接近,但氧分子通過碳分子篩微孔系統的狹窄空隙的擴散速度要比氮分子快得多,碳分子篩空分制氮就是基于這一性能,在遠未達到平衡條件的時間之前,通過PSA工藝流程使氮氣從空氣中分離出來。
純原料空氣進入碳分子篩吸附塔,是非常必要的,因為顆粒及有機氣氛進入吸附塔會堵塞碳分子篩的微孔,并逐漸使碳分子篩的分離性能降低。
純化原料空氣的方法有:1使空壓機的進氣口遠離有灰塵、油霧、有機氣氛的場所;2通過冷干機、吸附劑凈化系統等,后經處理后的原料空氣進入碳分子篩吸附塔。
碳分子篩在動力學效應的同時,又具有平衡吸附效應,吸附質分壓高,吸附容量也高,因此加壓吸附是有利的,但吸附壓力太高,對空壓機的選型要求也增高,另外常壓再生與真空再生兩個流程對吸附壓力要求也不同,綜合各項因素,建議常壓再生流程的吸附壓力選為5~8Kg/cm2為宜;真空再生流程的吸附壓力選擇為3~5Kg/cm2為宜。
PSA—N2精制裝置有混合器、催化反應器、后冷卻器、旋風分離器、過濾器、吸附式干燥器、氧分析儀、 流量計以及產品氮氣緩沖罐組成。流程簡圖。根據持續監測出的實際氧含量,調節進入原料氣中的配氫量。為了使過量氫達到小值,采用經特殊設計的混合裝置和具有的氫氣控制系統。混合氣然后進入一催化反應器,在反應器內氫氣與氧氣發生放熱反應,轉化為水蒸氣。經一后冷卻器可使大部分水蒸氣冷凝下來,并經過水分離器除去冷凝水。隨后根據所需產品氣露點,由一冷干機或吸附式干燥器進行干燥。冷干機可獲得常壓露點為-25℃的產品氣,露點低于-40℃時需使用吸附式干燥器。產品氣純度通過氧分儀連續進行監測。當產品氣純度低于客戶要求時放空。整套系統全部通過自控操作,無需操作人員。
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