碳分子筛是1970年代开发的一种新型吸附剂。 它是一种非极性碳材料。 碳分子筛用于分离空气并在常温下富集氮。 与传统的低温高压氮生产工艺相比,低压氮生产工艺具有投资成本少,制氮快,氮成本低的优点。 因此,目前是工程上变压吸附空气分离富氮吸附剂。 这种氮用于化学工业,石油和天然气工业,电子工业,食品工业,煤炭工业,制药工业,电缆工业,金属,广泛用于热处理,运输和储存。
分子筛是具有网络结构的合成化学物质。 它可以分离具有不同形状和直径的分子,具有不同极性的分子,具有不同沸点的分子以及具有不同饱和度的分子,即具有“筛分”分子的功能,因此称为分子筛。 目前,分子筛被广泛应用于冶金,化工,电子,石油化工,天然气等行业。 主要有3A,11X,碳分子筛和填料分子筛(填料分子筛的主要成分是氧化铝,被植入为催化剂)。
在介绍碳分子筛的相关知识之前,关于碳分子筛的分离,它可以理解氮分子碳筛。 气体通过压缩机变窄并过滤,然后进入聚合物膜过滤装置,这是因为膜中各种气体的溶解度和扩散系数不同,从而导致膜中的蒸汽取决于渗透速率,因此会有不同的蒸气。 根据该特征,可以将各种气体分为“快气”和“慢气”。
有两个配有碳分子筛的吸附塔可用于制氮。 当纯压缩空气进入塔A的入口端并流经碳分子筛到达出口端时,O2,CO2和H2O被它吸附,并且产物氮从吸附塔的出口端流出。 一段时间后,塔A中的碳分子筛被吸附所饱和。 此时,塔A自动停止吸附,压缩空气流入塔B以吸收氧气和制氮,并在塔A中碳分子筛。通过将吸附塔快速降至大气压即可实现碳分子筛。 去除吸附的氧气,二氧化碳和水。 两个塔交替进行吸附,完成氧和氮的分离,并连续输出氮。 以上过程由可编程逻辑控制器(PLC)控制。
当在出口端设置氮气纯度级别时,PLC程序开始工作,自动排气阀打开,不合格的氮气自动排出,以确保不合格的氮气不会流到气体点。 排出气体后,使用消音器使噪音静音,使噪音小于75dBA。
当混合气体具有膜两侧压力差的作用时,渗透率取决于穿透膜后的快速气体,例如水,氢气,氦气,硫化氢,二氧化碳等。 在膜的渗透侧富集,而渗透率取决于太慢的气体(例如甲烷,氢气,一氧化碳和氩气)留在要富集的膜侧,从而实现了 分离混合气体。