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变压吸附制氮机优质碳分子筛

发布时间:2022-03-22发布人:上海化工研究院

  变压吸附制氮机是以碳分子筛为吸附剂,利用加压吸附,降压解吸的原理从空气中吸附和释放氧气,从而分离出氮气的自动化设备。

  定义:碳分子筛是一种以煤为主要原料,经过研磨、氧化、成型、碳化并经过特殊的孔型处理工艺加工而成的,表面和内部布满微孔的柱形颗粒状吸附剂,呈黑色:

  作用:吸附器中分子筛的布局至关重要,主要表现为3个方面:

  1、保护制氮分子筛床层

  2、缓冲稳定高压气流

  3、均匀分布气流.为解决碳分子筛因填充不紧而产生分子筛间隙,在升压、降压过程中引发”隧道效应”。

  原理:碳分子筛的孔径分布特性使其能够实现 O2、N2的动力学分离,其孔型分布如右图2所示:这样的孔径分布可使不同的气体以不同的速率扩散至分子筛的微孔之中,而不会排斥混合气(空气)中的任何一种气体。

  碳分子筛对 O2、N2的分离作用是基于这两种气体的动力学直径的微小差别,O2分子的动力学直径较小,因而在碳分子筛的微孔中有较快的扩散速率,N2分子的动力学直径较大,因而扩散速率较慢。压缩空气中的水和CO2的扩散同氧相差不大,而氩扩散较慢。最终从吸附塔富集出来的是N2和Ar的混合气。碳分子筛对O2、N2的吸附特性可以用平衡吸附曲线和动态吸附曲线直观表现出来:

  由这两个吸附曲线可以看出,吸附压力的增加,可使O2、N2的吸附量同时增大,且O2的吸附量增加幅度要大一些。变压吸附周期短,O2、N2的吸附量远没有达到平衡(最大值),所以O2、N2扩散速率的差别使 O2的吸附量在短时间内大大超过 N2的吸附量。