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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
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。
随着变压吸附技术的不断成熟,制氮机的应用领域越来越宽阔,国际上对碳分子筛的需求也越来越大,欧美等发达国家的需求量每年都稳步增长,近几年发展中国家的需求量更是突飞猛进,每年以成倍的速度增长,保守估计,2013年国际上碳分子筛总需求量在数十万吨以上。
根据国际国内的分析,碳分子筛行业呈现以下发展趋势:,随着变压吸附制氮机的使用范围不断扩大,对碳分子筛的需求不断增加,这将进一步促进行业发展,未来几年,这一行业将从一个生僻的行业变得众所周知。其次,随着应用深度的提高,对碳分子筛的产氮量、氮回收率、堆密度、抗压强度等指标的要求越来越高,进一步提高产品性能指标将是这一行业今后发展的大趋势。第三,由于碳分子筛是变压吸附制氮机的主要构成要素,成本占整个设备的70%以上,因此,降低成本将是促进本行业发展的重要条件。今后一个时期,各企业将会在采用新材料新工艺方面不断探索,争取用低成本达到高水平。
根据碳分子筛对氧和氮的吸扩散速率不同,其吸附O2在短时间内就达到平衡,此时,N2的吸附量很少,较短的产气时间,可有效的提高碳分子筛的产气率,但同时也增加了伐门的动作频率,因此伐门的性能也很重要。一般选择吸附时间为30~120秒。小型高纯制氮机推荐使用短的产气时间,大型低浓度推荐使用长的产气时间。
PSA—N2精制装置有混合器、催化反应器、后冷却器、旋风分离器、过滤器、吸附式干燥器、氧分析仪、 流量计以及产品氮气缓冲罐组成。流程简图。根据持续监测出的实际氧含量,调节进入原料气中的配氢量。为了使过量氢达到小值,采用经特殊设计的混合装置和具有的氢气控制系统。混合气然后进入一催化反应器,在反应器内氢气与氧气发生放热反应,转化为水蒸气。经一后冷却器可使大部分水蒸气冷凝下来,并经过水分离器除去冷凝水。随后根据所需产品气露点,由一冷干机或吸附式干燥器进行干燥。冷干机可获得常压露点为-25℃的产品气,露点低于-40℃时需使用吸附式干燥器。产品气纯度通过氧分仪连续进行监测。当产品气纯度低于客户要求时放空。整套系统全部通过自控操作,无需操作人员。