Koolstofmoleculaire zeef

1. Deeltjesdiameter: 1,0-1,3 mm

2. Soortelijk gewicht: 640-680 kg/m³

3. Adsorptieperiode: 2 x 60 seconden

4. Druksterkte: ≥70 N/stuk

Doel: Koolstofmoleculaire zeven zijn een nieuw adsorptiemiddel dat in de jaren 70 is ontwikkeld. Het is een uitstekend niet-polair koolstofmateriaal. Koolstofmoleculaire zeven (CMS) worden gebruikt voor het scheiden van stikstof uit lucht met behulp van een stikstofproces bij kamertemperatuur en lage druk. Dit proces heeft lagere investeringskosten, een hogere stikstofproductiesnelheid en lagere stikstofkosten dan het traditionele hogedruk-stikstofproces met diepe koeling. Daarom is het een veelgebruikt adsorptiemiddel voor stikstofrijke luchtscheiding met behulp van drukschommelingsadsorptie (PSA). Deze stikstof wordt breed toegepast in de chemische industrie, de olie- en gasindustrie, de elektronica-industrie, de voedingsmiddelenindustrie, de kolenindustrie, de farmaceutische industrie, de kabelindustrie, de metaalwarmtebehandeling, transport en opslag en andere sectoren.

Werkingsprincipe: Koolstofmoleculaire zeven maken gebruik van hun zeefeigenschappen om zuurstof en stikstof te scheiden. Bij de adsorptie van onzuivere gassen door moleculaire zeven fungeren grote en mesoporeuze structuren slechts als kanalen; geadsorbeerde moleculen worden getransporteerd naar microporiën en submicroporiën. Deze microporiën en submicroporiën vormen het werkelijke adsorptievolume. Zoals in de vorige afbeelding te zien is, bevat de koolstofmoleculaire zeef een groot aantal microporiën. Deze microporiën zorgen ervoor dat moleculen met een kleine kinetische grootte snel in de poriën kunnen diffunderen, terwijl de toegang van moleculen met een grote diameter wordt beperkt. Door het verschil in de relatieve diffusiesnelheid van gasmoleculen van verschillende groottes kunnen de componenten van het gasmengsel effectief worden gescheiden. Daarom moet de verdeling van de microporiën in de koolstofmoleculaire zeef variëren van 0,28 nm tot 0,38 nm, afhankelijk van de grootte van het molecuul. Binnen het microporiëngroottebereik kan zuurstof snel door de porieopening diffunderen, terwijl stikstof er moeilijk doorheen kan, waardoor de scheiding van zuurstof en stikstof mogelijk wordt. De microporiëngrootte is de basis voor de scheiding van zuurstof en stikstof door middel van koolstofmoleculaire zeven. Als de poriën te groot zijn, kunnen zuurstof en stikstof gemakkelijk de microporiën van de moleculaire zeef binnendringen en kan de scheiding niet plaatsvinden; als de poriën te klein zijn, kunnen zuurstof en stikstof de microporiën niet binnendringen en kan de scheiding evenmin plaatsvinden.

Stikstofscheidingsinstallatie met koolstofmoleculaire zeef: deze installatie staat algemeen bekend als stikstofmachine. Het technologische proces is de drukschommelingsadsorptiemethode (kortweg PSA-methode) bij normale temperatuur. Drukschommelingsadsorptie is een adsorptie- en scheidingsproces zonder warmtebron. De koolstofmoleculaire zeef heeft een adsorptiecapaciteit voor geadsorbeerde componenten (voornamelijk zuurstofmoleculen). Deze worden geadsorbeerd tijdens het opbouwen van druk en de gasproductie, en gedesorbeerd tijdens het verlagen van de druk en de afvoer, waardoor de koolstofmoleculaire zeef wordt geregenereerd. Tegelijkertijd stroomt de stikstof die in de gasfase van het bed is verrijkt door het bed en wordt het productgas. Elke stap is een cyclische bewerking. De cyclische bewerking van het PSA-proces omvat: drukopbouw en gasproductie; constante druk; drukverlaging en afvoer; vervolgens drukopbouw en gasproductie. Deze verschillende werkfasen vormen samen een cyclisch proces. Afhankelijk van de regeneratiemethode kan het proces worden onderverdeeld in vacuümregeneratie en atmosferische regeneratie. De apparatuur voor de PSA-stikstofproductiemachine kan, afhankelijk van de behoeften van de gebruiker, bestaan ​​uit een luchtcompressiezuiveringssysteem, een drukschommelingsadsorptiesysteem, een ventielprogrammaregelsysteem (vacuümregeneratie vereist ook een vacuümpomp) en een stikstoftoevoersysteem.