Herstellungsprinzipien des Kohlenstoffmolekularsiebs
1. Herstellungsprinzipien des Kohlenstoffmolekularsiebs für den Stickstoffgenerator
Das Kohlenstoffmolekularsieb ist das Adsorptionsmittel in der PSA-Stickstoffproduktionsanlage, die das Prinzip der Druckwechseladsorption zur Abtrennung von Stickstoff aus der Luft nutzt. Die Trennwirkung des Kohlenstoffmolekularsiebs für Sauerstoff und Stickstoff in der Luft beruht hauptsächlich auf den unterschiedlichen Diffusionsgeschwindigkeiten dieser beiden Gase auf der Oberfläche des Kohlenstoffmolekularsiebs. Gasmoleküle mit einem kleineren Durchmesser diffundieren schneller und dringen stärker in die Mikroporen des Kohlenstoffmolekularsiebs ein. Gasmoleküle mit einem größeren Durchmesser haben eine langsamere Diffusionsgeschwindigkeit und weniger treten in die Mikroporen des Kohlenstoffmolekularsiebs ein, so dass stickstoffreiche Komponenten in der Gasphase erhalten werden können. Unter Ausnutzung der Eigenschaft des Kohlenstoffmolekularsiebs, dass die Menge an Sauerstoff und Stickstoff, die in einem bestimmten Zeitraum absorbiert werden, unterschiedlich ist, wendet das vollautomatische Kontrollsystem die Druckadsorption gemäß einer bestimmten programmierbaren Sequenz an, und nach dem zyklischen Prozess der atmosphärischen De-Absorption kann die Trennung von Stickstoff und Sauerstoff abgeschlossen werden, um den erforderlichen hochreinen Stickstoff zu erhalten.
2. Bedingungen für die Kontrolle der Stickstoffproduktion von Kohlenstoffmolekularsieb
(1) Verdichtung und Reinigung der Luft
Es ist sehr wichtig, dass die reine Zuluft in den Adsorptionsturm des Kohlenstoffmolekularsiebs gelangt, da die Partikel und das organische Gas, die in den Adsorptionsturm gelangen, die Mikroporen des Kohlenstoffmolekularsiebs blockieren und die Trennleistung des Kohlenstoffmolekularsiebs allmählich verringern.
Die Methoden zur Reinigung des Rohmaterials Luft sind:
a. Halten Sie den Lufteinlass des Kompressors von Orten mit Ölnebel und organischen Gasen fern;
b. Passieren Sie einen Kältetrockner, ein Adsorptionsmittel-Reinigungssystem usw., und schließlich tritt die verarbeitete Zuluft in den Adsorptionsturm aus Kohlenstoffmolekularsieb ein.
(2) Konzentration des Produktstickstoffs und Gasproduktionsrate
Wenn das Kohlenstoffmolekularsieb zur Erzeugung von Stickstoff verwendet wird, können die N2-Konzentration und die Gasproduktionsrate je nach den Bedürfnissen der Benutzer eingestellt werden. Wenn die Gasproduktionszeit und der Betriebsdruck festgelegt sind, wird die Gasproduktionsrate reduziert und die N2-Konzentration erhöht. Umgekehrt sinkt die N2-Konzentration. Die Benutzer können das System an ihre tatsächlichen Bedürfnisse anpassen.
(3) Druckausgleichszeit
Bei der Verwendung von Kohlenstoffmolekularsieben zur Stickstofferzeugung kann nach Abschluss der Adsorption in einem Adsorptionsturm das im Adsorptionsturm unter Druck stehende Gas in einen anderen regenerierten Adsorptionsturm aus der oberen und unteren Richtung eingeleitet werden, so dass der Gasdruck in den beiden Türmen gleich ist. Dieser Vorgang wird als Druckausgleich der Adsorptionssäule bezeichnet. Durch die Wahl einer geeigneten Druckausgleichszeit kann Energie zurückgewonnen und die Auswirkungen auf das Molekularsieb im Adsorptionsturm gemildert werden, so dass die Lebensdauer des Kohlenstoffmolekularsiebs verlängert wird. In Bezug auf die Schaltgeschwindigkeit des Ventils beträgt die Druckausgleichszeit im Allgemeinen 1 bis 3 Sekunden.
(4) Gasproduktionszeit
Aufgrund der unterschiedlichen Diffusionsgeschwindigkeiten des Kohlenstoffmolekularsiebs gegenüber Sauerstoff und Stickstoff erreicht die Adsorption von O2 in kurzer Zeit ein Gleichgewicht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Adsorptionsmenge von N2 gering, und die kurze Gasproduktionszeit kann die Gasproduktionsrate des Kohlenstoffmolekularsiebs erhöhen. Gleichzeitig erhöht sich aber auch die Häufigkeit der Ventilbetätigung, so dass die Leistung des Ventils ebenfalls sehr wichtig ist. Im Allgemeinen beträgt die Adsorptionszeit 30 bis 120 Sekunden. Es wird empfohlen, eine kurze Gasproduktionszeit für kleine hochreine Stickstoffgeneratoren und eine lange Gasproduktionszeit für groß angelegte Stickstoffgeneratoren mit niedriger Konzentration zu wählen.
(5) Betriebsdruck
Das Kohlenstoffmolekularsieb hat eine ausgewogene Adsorptionswirkung und eine dynamische Wirkung. Der Partialdruck des Adsorbats ist hoch und die Adsorptionskapazität ist ebenfalls hoch. Daher ist die Druckadsorption vorteilhaft, aber wenn der Adsorptionsdruck zu hoch ist, werden auch höhere Anforderungen an die Form des Luftkompressors gestellt. Darüber hinaus sind die Anforderungen an den Adsorptionsdruck für die beiden Verfahren der atmosphärischen Regeneration und der Vakuumregeneration unterschiedlich. Auf der Grundlage verschiedener Faktoren wird empfohlen, dass der Adsorptionsdruck des atmosphärischen Regenerationsprozesses 5-8 kg/cm2 beträgt; der Adsorptionsdruck des Vakuum-Regenerationsprozesses sollte 3-5 kg/cm2 betragen.
(6) Betriebstemperatur
Die Wahl einer niedrigeren Adsorptionstemperatur ist für die Leistung des Kohlenstoffmolekularsiebs förderlich, da es ein Adsorptionsmittel ist. Wenn die Bedingungen es zulassen, ist es von Vorteil, die Adsorptionstemperatur in der Stickstoffgeneratortechnologie zu senken.
