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制氮机分子筛知识详解

2019年04月22日 16:41:13   分类: 制氮机百科

        通用制氮机、PSA制氮机,PSA制氮,也称碳分子筛空分制氮,是以空气为原料,以碳分子筛为吸附剂,运用变压吸附原理,利用碳分子筛对氧和氮的选择性吸附,实现空气中的氮和氧分离,生产出氮气。


        碳分子筛是PSA制氮机实现氧氮分离的重要核心部件,碳分子筛是从空气中提取氮气的吸附剂,在吸附压力相同时,碳分子筛对氧的吸附量大高于对氮的吸附量。

碳分子筛

一、碳分子筛成份:

        碳分子筛的主要成分为元素碳,外观为黑色柱状固体。因含有大量直径为4埃的微孔,该微孔对氧分子的瞬间亲和力较强,可用来分离空气中的氧气和氮气,工业上利用变压吸附装置(PSA)制取氮气。碳分子筛制氮机制氮量大、氮气回收率高,使用寿命长,适用于各种型号的变压吸附制氮机,是变压吸附制氮机的首选产品。


        碳分子筛的原料为椰子壳、煤炭、树脂等,第一步先经加工后粉化,然后与基料揉合,基料主要是增加强度,防止破碎粉化的材料;第二步是活化造孔,在600~1000℃温度下通入活化剂,常用的活化剂有水蒸气、二氧化碳、氧气以及它们的混合气。它们与较为活泼的无定型碳原子进行热化学反应,以扩大比表面积逐步形成孔洞活化造孔时间从10~60min不等;第三步为孔结构调节,利用化学物质的蒸气:如苯在碳分子筛微孔壁进行沉积来调节孔的大小,使之满足要求。


二、碳分子筛空分制氮机的原理

        该产品属于碳素吸附剂,是由碳组成的多孔物质,孔结构模型为无序堆积碳素结构。碳分子筛是非计量化合物,其重要性质是基于它的微孔结构。它分离空气的能力,取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度,或不同的吸附力,或两种效应同时起作用。在平衡条件下,碳分子筛对氧和氮的吸附量相当接近,但氧分子通过碳分子筛微孔系统的狭窄空隙的扩散速度要比氮分子快得多,碳分子筛空分制氮就是基于这一性能,在远未达到平衡条件的时间之前,通过PSA工艺流程使氮气从空气中分离出来。

 

      碳分子筛是20世纪七十年代发展起来的一种新型吸附剂,是一种优良的非极性碳素材料,制氮机碳分子筛(Carbon Molecular Sieves,CMS)用于分离空气富集氮气,采用常温低压制氮工艺,比传统的深冷高压制氮工艺具有投资费用少,产氮速度快、氮气成本低等优点。因此,它是目前工程界首选的变压吸附(简称P.S.A)空分富氮吸附剂,这种碳分子筛制氮机在化学、石油天然气、电子、食品、煤炭、医药、电缆、金属热处理、运输及储存等方面广泛应用。


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