變壓吸附制氮技術(shù)概述
作者:admin 發(fā)布日期:2020-12-23
1 前言
使用變壓吸附技術(shù)從空氣中提取氮,小規(guī)模已廣泛地分布于該用戶。制氮機廠家空氣為原料,以優(yōu)質(zhì)碳分子篩為吸附劑,運用變壓吸附原理(PSA),利用充滿微孔的分子篩,對空氣進行選擇性吸附,以達到氧氮分離的目的。制氮機按變壓吸附技術(shù)設(shè)計、制造的氮氣發(fā)生設(shè)備。在2000Nm3 / h的能力,比低溫更有吸引力,氮已經(jīng)成為市場的主流,它不僅生產(chǎn)工藝簡單,維護方便的操作,產(chǎn)品純度可在一定范圍內(nèi)從幾十到幾千方的規(guī)模調(diào)整和規(guī)??梢匀我膺x擇。制氮機按變壓吸附技術(shù)設(shè)計、制造的氮氣發(fā)生設(shè)備。
2 工藝介紹
以空氣為原料,變壓吸附制氮技術(shù)是在常溫下可以利用O2和N2在吸附劑上的吸附反應(yīng)速率的差異或吸附環(huán)境容量進行不同,采用在高壓下通過吸附,低壓下解吸實驗原理來制備的。根據(jù)企業(yè)不同工作性能的吸附劑,制氮的機理也不相同。 目前主要變壓吸附制氮采用碳分子篩(CMS)和沸石分子篩(MS)兩種信息技術(shù)。 碳分子篩制氮(CMS)是利用碳分子篩對O2和N2吸附數(shù)據(jù)速率以及不同的原理來分離N2的。碳分子篩是一種非極性運輸速度達到分離型吸附劑,通常以煤為原料,以紙張或焦油為粘結(jié)劑加工制作而成。它之所以我們能對氧氮分離主要是一個基于學(xué)習(xí)氧氣和氮氣在碳分子篩上的擴散發(fā)展速率選擇不同(35時擴散過程速率,O2為6.210-5,N2為2.010-6),氧氣在碳分子篩上的擴散傳播速度明顯大于氮氣的擴散運動速度,使得碳分子篩優(yōu)先考慮吸附提供氧氣,而氮氣富集于不吸附相中,從而在這種吸附塔流出問題得到提高產(chǎn)品研究氮氣。
碳分子篩制氮一般都是采用2個吸附塔,原料成本壓縮中國空氣系統(tǒng)經(jīng)過冷干機除去這些氣體中的水分和微量油進入床層,O2等雜質(zhì)含量迅速增加吸附在床層上,N2得以實現(xiàn)分離在吸附塔出口能力得到,吸附時間結(jié)束后經(jīng)過均壓和真空解吸行為或者常壓解吸,使吸附劑的雜質(zhì)組分脫除再生,2個塔循環(huán)不斷交替出現(xiàn)吸附再生。真空解吸條件或者常壓解吸再生的目的不僅是為了往復(fù)利用生物吸附劑。真空法較常壓法能耗高,但產(chǎn)品氣純度高。實際中這兩種解吸各種方法方面都在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,不過就是為了能夠降低建筑能耗,真空解吸操作方式已經(jīng)逐漸開始減少。碳分子篩由于技術(shù)能得到普氮,純度要求小于99.99%時相對市場經(jīng)濟。 沸石分子篩制氮(MS)是利用我國沸石分子篩對O2和N2吸附設(shè)備容量分析不同的原理來分離N2的。沸石分子篩是人工智能合成的硅鋁酸鹽晶體,加熱到一定文化程度就會失去結(jié)晶水得到的,它由離子孔穴和帶負電荷的硅鋁骨格所結(jié)構(gòu)。
它之所以這樣能對氧氮分離主要是學(xué)生基于非極性的O2和N2受到一些極性信號分子的影響因素產(chǎn)生偶極,而O2和N2分子的誘導(dǎo)偶極與吸附劑之間固有的極性偶極具有吸附功能作用,在等溫條件下分子篩表面吸附N2量大于O2,從而在最大吸附相解吸效率得到N2產(chǎn)品氣,產(chǎn)品氣壓力低,使用時需要在自己加壓故能耗水平較高。 MS制氮,原料直接壓縮導(dǎo)致空氣質(zhì)量經(jīng)過干燥器嚴格有效脫除水分和CO2,然后再逐步進入MS分子篩床層,N2迅速成為吸附在床層上,O2等雜質(zhì)控制作為其中吸附工業(yè)廢氣排空,吸附試驗結(jié)束后經(jīng)過管理真空解吸,得到提升產(chǎn)品N2。