Principios de producción del tamiz molecular de carbono

1. Principios de producción del tamiz molecular de carbono para el generador de nitrógeno

El tamiz molecular de carbón es el adsorbente del equipo de producción de nitrógeno PSA, que utiliza el principio de adsorción por oscilación de presión para separar el nitrógeno del aire. El efecto de separación del tamiz molecular de carbono sobre el oxígeno y el nitrógeno del aire se basa principalmente en las diferentes velocidades de difusión de estos dos gases en la superficie del tamiz molecular de carbono. Las moléculas de gas de menor diámetro se difunden más rápidamente y entran más en los microporos del tamiz molecular de carbono. Las moléculas de gas con un diámetro mayor tienen una velocidad de difusión más lenta y entran menos en los microporos del tamiz molecular de carbono, por lo que se pueden obtener componentes ricos en nitrógeno en la fase gaseosa. Por lo tanto, utilizando la característica del tamiz molecular de carbono de que hay diferencia de la cantidad de oxígeno y nitrógeno que se absorben en un determinado período de tiempo, el sistema de control totalmente automático aplica la adsorción a presión de acuerdo con una secuencia programable específica, y después del proceso cíclico de desabsorción atmosférica, se puede completar la separación de nitrógeno y oxígeno para obtener el nitrógeno de alta pureza requerido.

2. Condiciones para controlar la producción de nitrógeno del tamiz molecular de carbono

(1) Proceso de compresión y purificación del aire

Es muy necesario que el aire puro de alimentación entre en la torre de adsorción del tamiz molecular de carbono, porque las partículas y el gas orgánico que entren en la torre de adsorción bloquearán los microporos del tamiz molecular de carbono y reducirán gradualmente el rendimiento de separación del tamiz molecular de carbono.

Los métodos de purificación del aire de la materia prima son:

a. Mantenga la entrada de aire del compresor alejada de lugares con neblina de aceite y gas orgánico;

b. Pasar por un secador frigorífico, un sistema de purificación de adsorbente, etc., y finalmente el aire de alimentación procesado entra en la torre de adsorción de tamiz molecular de carbono.

(2) Concentración de nitrógeno del producto y tasa de producción de gas

Cuando se utiliza el tamiz molecular de carbono para producir nitrógeno, la concentración de N2 y la tasa de producción de gas pueden ajustarse en función de las necesidades de los usuarios. Cuando se determinan el tiempo de producción de gas y la presión de funcionamiento, la tasa de producción de gas se reduce, y la concentración de N2 aumentará. Por el contrario, la concentración de N2 disminuirá. Los usuarios pueden ajustar de acuerdo a las necesidades reales.

(3) Tiempo de igualación de la presión

En el proceso de utilización del tamiz molecular de carbón para la producción de nitrógeno, cuando se completa la adsorción de una torre de adsorción, el gas presurizado en la torre de adsorción puede inyectarse en otra torre de adsorción regenerada desde las direcciones superior e inferior, y la presión del gas de las dos torres es la misma. El proceso se denomina igualación de presión de la torre de adsorción. La elección de un tiempo de igualación de presión adecuado puede recuperar energía y mitigar el impacto en el tamiz molecular de la torre de adsorción, de modo que se prolongue la vida útil del tamiz molecular de carbono. Con referencia a la velocidad de conmutación de la válvula, el tiempo de igualación de presión es generalmente de 1 a 3 segundos.

(4) Tiempo de producción de gas

De acuerdo con las diferentes velocidades de difusión del tamiz molecular de carbono al oxígeno y al nitrógeno, su adsorción de O2 alcanza el equilibrio en poco tiempo. En este momento, la cantidad de adsorción de N2 es pequeña, y el corto tiempo de producción de gas puede aumentar la tasa de producción de gas del tamiz molecular de carbono. Pero al mismo tiempo, la frecuencia de acción de la válvula aumenta, por lo que el rendimiento de la válvula también es muy importante. Generalmente, el tiempo de adsorción es de 30 a 120 segundos. Se recomienda adoptar un tiempo de producción de gas corto para pequeños generadores de nitrógeno de alta pureza, y un tiempo de producción de gas largo para generadores de nitrógeno de baja concentración a gran escala.

(5) Presión de funcionamiento

El tamiz molecular de carbono tiene un efecto de adsorción equilibrado, así como un efecto dinámico. La presión parcial del adsorbato es alta y la capacidad de adsorción también es alta. Por lo tanto, la adsorción del presurizador es ventajosa, pero si la presión de adsorción es demasiado alta, también hay mayores requisitos en la forma del compresor de aire. Además, los requisitos de presión de adsorción para los dos procesos de regeneración atmosférica y regeneración al vacío también son diferentes. Basándose en varios factores, se recomienda que la presión de adsorción del proceso de regeneración atmosférica sea de 5-8kg/cm2; la presión de adsorción del proceso de regeneración al vacío debe ser de 3-5Kg/cm2.

(6) Temperatura de funcionamiento

La elección de una temperatura de adsorción más baja favorece el rendimiento del tamiz molecular de carbono, ya que se trata de un adsorbente. Si las condiciones lo permiten, es ventajoso reducir la temperatura de adsorción en la tecnología del generador de nitrógeno.