碳分子篩(英文名carbon molecular sieves)是新型的非極性吸附劑,具有在常溫變壓下吸附空氣中氧分子的性能,因而可獲得富氮氣體。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(yīng)同時起作用,碳分子篩PSA空分制氮就是基于這一性能。
國產(chǎn)碳分子篩經(jīng)過了二十多年的發(fā)展后,現(xiàn)取得了突破性的進展,產(chǎn)氮量達到220至260NM3/h.t。經(jīng)國內(nèi)外制氮機生產(chǎn)企業(yè),將我公司生產(chǎn)的碳分子篩與國外品牌碳分子篩在同機型上多次開機比較,證明了我國生產(chǎn)的碳分子篩技術(shù)質(zhì)量已躋身于世界行列,其中產(chǎn)氣性能及時間響應(yīng)已超出國際水平,得到了國內(nèi)外PSA制氮行業(yè)的一致好評。碳分子篩產(chǎn)品在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用于煤田、石油、化工、金屬熱處理、電子制造、食品保鮮等行業(yè),并美、歐、亞各國,且其出口量早已了當年的進口量,再次改寫了中國碳分子篩沒有出口的歷史,實現(xiàn)了從進到出的第二次飛躍!
我們知道,利用碳分子篩變壓吸附制氮是靠范德華力來分離氧氣和氮氣的,因此,分子篩的比表面積越大,孔徑分布越均勻,并且微孔或亞微孔數(shù)量越多,吸附量就越大;同時,如果孔徑能盡量小,范德華力場重疊,對低濃度物質(zhì)也有更好的分離作用。因此,在PSA制氮設(shè)備中,分子篩的性能直接關(guān)系到整套設(shè)備的產(chǎn)氣量及能耗,所以,選擇合適的吸附劑是重中之重。
該裝置一般稱為制氮機。其工藝流程是采用在常溫下變壓吸附法(簡稱P.S.A法),變壓吸附為無熱源的吸附分離過程,碳分子篩對被吸附組份(主要是氧分子)的吸附容量因上述原理在充壓、產(chǎn)氣時吸附,在降壓排氣時解吸,使碳分子篩再生。同時,床層氣相富集的氮氣穿過床層成為產(chǎn)品氣,各步驟連為循環(huán)操作。
根據(jù)碳分子篩對氧和氮的吸擴散速率不同,其吸附O2在短時間內(nèi)就達到平衡,此時,N2的吸附量很少,較短的產(chǎn)氣時間,可有效的提高碳分子篩的產(chǎn)氣率,但同時也增加了伐門的動作頻率,因此伐門的性能也很重要。一般選擇吸附時間為30~120秒。小型高純制氮機推薦使用短的產(chǎn)氣時間,大型低濃度推薦使用長的產(chǎn)氣時間。
碳分子篩回收的市場現(xiàn)狀 目前,國內(nèi)碳分子篩回收市場正在逐步發(fā)展壯大。隨著環(huán)保意識的提高和資源循環(huán)利用的重視,越來越多的企業(yè)和機構(gòu)開始關(guān)注廢舊碳分子篩的回收和再利用。同時,國內(nèi)碳分子篩生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷改進,也為廢舊碳分子篩的回收和再利用提供了有力支持。
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