PSA制氮用碳分子筛二十世纪五十年代,伴随着工业革命的大潮,碳材料的应用越来越广泛,其中活性碳的应用领域PSA制氮用碳分子筛
扩展快,从初的过滤杂质逐渐发展到分离不同组份。与此同时,随着技术的进步,人类对物质的加工能力也越来越强,在这种情况下,碳分子筛应运而生。
碳分子筛的主要成分为元素碳,外观为黑色柱状固体。因含有大量直径为4埃的微孔,该微孔对氧分子的瞬间亲和力较强,可用来分离空气中的氧气和氮气,工业上利用变压吸附装置(PSA)制取氮气。碳分子筛制氮量大、氮气回收率高,使用寿命长,适用于各种型号的变压吸附制氮机,是变压吸附制氮机的产品。 碳分子筛空分制氮已广泛地应用于石油化工、金属热处理、电子制造、食品保鲜等行业。
2012年,主要采用中低档碳分子筛,年总需求量在6000吨以上,随着我国经济的不断发展,工业尤其是化工业规模不断扩大,对碳分子筛的需求水平会逐年增长,尤其是近几年,国家对煤矿、油田、油轮的安全高度重视,强制油田、油轮配备制氮机,电子工业和材料工业的需求,进一步扩大了国内碳分子筛的需求量。据调查,自2000年以来,年平均增长率都在80%以上,前景十分广阔。
该装置一般称为制氮机。其工艺流程是采用在常温下变压吸附法(简称P.S.A法),变压吸附为无热源的吸附分离过程,碳分子筛对被吸附组份(主要是氧分子)的吸附容量因上述原理在充压、产气时吸附,在降压排气时解吸,使碳分子筛再生。同时,床层气相富集的氮气穿过床层成为产品气,各步骤连为循环操作。 变压吸附过程循环操作包括:充压、产气;均压;降压、排气;然后再充压、产气;……几个工作阶段,形成循环操作过程。其根据流程的再生方法不同,可分为真空再生流程和常压再生流程。 P.S.A制氮机设备根据用户的需要可包括空气压缩纯化系统、变压吸附系统、阀门程序控制系统(真空再生的还需带有真空泵),及氮气供应系统。
碳分子筛制氮过程,当一个吸附塔吸附结束时,可将此吸附塔内的有压气体从上下两个方向注入另一个已再生好的吸附塔中,并使两塔气体压力相同,此一过程称为吸附塔的均压,选择适当的均压时间,即可回收能量,也可以减缓吸附塔内的分子筛受到的冲击,从而达到延长碳分子筛的使用寿命。参考伐门的切换速度一般选择均压时间为1~3秒。