Uhlíkové molekulárne sito

1. priemer častíc: 1,0 – 1,3 mm

2. Objemová hmotnosť: 640-680 kg/m³

3. Adsorpčná doba: 2x60S

4. pevnosť v tlaku: ≥70N/kus

Účel: Uhlíkové molekulové sito je nový adsorbent vyvinutý v 70. rokoch 20. storočia, vynikajúci nepolárny uhlíkový materiál. Uhlíkové molekulové sitá (CMS) sa používajú na separáciu dusíka obohateného o vzduch pomocou nízkotlakového procesu s dusíkom pri izbovej teplote. V porovnaní s tradičným hlboko za studena a vysokotlakovým procesom s dusíkom majú nižšie investičné náklady, vysokú rýchlosť výroby dusíka a nízke náklady na dusík. Preto je v strojárskom priemysle preferovaným adsorbentom bohatým na dusík na separáciu vzduchu s kolísavou tlakovou adsorpciou (PSA). Tento dusík sa široko používa v chemickom priemysle, ropnom a plynárenskom priemysle, elektronickom priemysle, potravinárskom priemysle, uhoľnom priemysle, farmaceutickom priemysle, káblovom priemysle, tepelnom spracovaní kovov, doprave a skladovaní a ďalších oblastiach.

Princíp činnosti: Uhlíkové molekulové sito využíva screeningové charakteristiky na dosiahnutie oddelenia kyslíka a dusíka. Pri adsorpcii nečistôt plynov molekulovým sitom zohrávajú veľké a mezoporézne častice iba úlohu kanála, adsorbované molekuly sú transportované do mikropórov a submikropórov, pričom mikropóry a submikropóry predstavujú skutočný objem adsorpcie. Ako je znázornené na predchádzajúcom obrázku, uhlíkové molekulové sito obsahuje veľké množstvo mikropórov, ktoré umožňujú molekulám s malou kinetickou veľkosťou rýchlo difundovať do pórov a zároveň obmedzujú vstup molekúl s veľkým priemerom. Vďaka rozdielu v relatívnej rýchlosti difúzie molekúl plynu rôznych veľkostí je možné zložky plynnej zmesi efektívne oddeliť. Preto by sa rozloženie mikropórov v uhlíkovom molekulovom site malo pohybovať od 0,28 nm do 0,38 nm v závislosti od veľkosti molekuly. V rozsahu veľkostí mikropórov môže kyslík rýchlo difundovať do pórov cez otvor póru, ale dusík ťažko prechádza cez otvor póru, aby sa dosiahlo oddelenie kyslíka a dusíka. Veľkosť mikropórov je základom separácie kyslíka a dusíka pomocou uhlíkového molekulového sita. Ak je veľkosť pórov príliš veľká, kyslík a dusík ľahko vstúpia do mikropórov molekulového sita a nemôžu zohrávať separačnú úlohu. Ak je veľkosť pórov príliš malá, kyslík a dusík nemôžu vstúpiť do mikropórov a nemôžu zohrávať separačnú úlohu.

Zariadenie na separáciu dusíka pomocou uhlíkového molekulového sita a vzduchu: Toto zariadenie je všeobecne známe ako dusíkový stroj. Technologický proces je metóda adsorpcie s kolísavým tlakom (skrátene metóda PSA) pri normálnej teplote. Adsorpcia s kolísavým tlakom je proces adsorpcie a separácie bez zdroja tepla. Adsorpčná kapacita uhlíkového molekulového sita voči adsorbovaným zložkám (hlavne molekulám kyslíka) sa adsorbuje počas natlakovania a tvorby plynu vďaka vyššie uvedenému princípu a desorpcia sa vykonáva počas odtlakovania a odsávania, čím sa regeneruje uhlíkové molekulové sito. Zároveň dusík obohatený v plynnej fáze lôžka prechádza lôžkom a stáva sa produktovým plynom, pričom každý krok je cyklická operácia. Cyklická operácia procesu PSA zahŕňa: plnenie tlakom a tvorbu plynu; rovnomerný tlak; znižovanie tlaku, odsávanie; potom tlak, tvorbu plynu; niekoľko pracovných stupňov, ktoré tvoria cyklický prevádzkový proces. Podľa rôznych metód regenerácie sa proces môže rozdeliť na proces vákuovej regenerácie a proces atmosférickej regenerácie. Zariadenie na výrobu dusíka PSA môže podľa potrieb používateľov zahŕňať systém čistenia kompresiou vzduchu, systém adsorpcie s kolísaním tlaku, systém riadenia ventilového programu (regenerácia vákua musí mať aj vákuové čerpadlo) a systém prívodu dusíka.