Principes de production du tamis moléculaire au carbone
1. Principes de production du tamis moléculaire de carbone pour le générateur d'azote
Le tamis moléculaire de carbone est l'adsorbant de l'équipement de production d'azote PSA, qui utilise le principe de l'adsorption par variation de pression pour séparer l'azote de l'air. L'effet de séparation du tamis moléculaire de carbone sur l'oxygène et l'azote de l'air est principalement basé sur les différentes vitesses de diffusion de ces deux gaz à la surface du tamis moléculaire de carbone. Les molécules de gaz dont le diamètre est plus petit diffusent plus rapidement et sont plus nombreuses à pénétrer dans les micropores du tamis moléculaire de carbone. Les molécules de gaz de plus grand diamètre ont une vitesse de diffusion plus lente et moins de molécules pénètrent dans les micropores du tamis moléculaire de carbone, ce qui permet d'obtenir des composants riches en azote dans la phase gazeuse. Par conséquent, en utilisant la caractéristique du tamis moléculaire de carbone selon laquelle il existe une différence de quantité d'oxygène et d'azote absorbée dans un certain laps de temps, le système de contrôle entièrement automatique applique l'adsorption sous pression selon une séquence programmable spécifique, et après le processus cyclique de désabsorption atmosphérique, la séparation de l'azote et de l'oxygène peut être achevée afin d'obtenir l'azote de haute pureté requis.
2. Conditions de contrôle de la production d'azote par le tamis moléculaire de carbone
(1) Processus de compression et de purification de l'air
Il est très important que l'air d'alimentation pur entre dans la tour d'adsorption du tamis moléculaire à charbon, car les particules et le gaz organique entrant dans la tour d'adsorption bloqueront les micropores du tamis moléculaire à charbon et réduiront progressivement la performance de séparation du tamis moléculaire à charbon.
Les méthodes de purification de l'air des matières premières sont les suivantes :
a. Tenir l'entrée d'air du compresseur à l'écart des endroits où se trouvent des brouillards d'huile et des gaz organiques ;
b. Il passe par un sécheur par réfrigération, un système de purification des adsorbants, etc., et enfin, l'air d'alimentation traité entre dans la tour d'adsorption du tamis moléculaire de carbone.
(2) Concentration de l'azote produit et taux de production de gaz
Lorsque le tamis moléculaire de carbone est utilisé pour produire de l'azote, la concentration de N2 et le taux de production de gaz peuvent être ajustés en fonction des besoins des utilisateurs. Lorsque le temps de production de gaz et la pression de fonctionnement sont déterminés, le taux de production de gaz est réduit et la concentration de N2 augmente. Au contraire, la concentration de N2 diminuera. Les utilisateurs peuvent l'ajuster en fonction de leurs besoins réels.
(3) Temps d'égalisation de la pression
Dans le processus d'utilisation du tamis moléculaire de carbone pour la production d'azote, lorsque l'adsorption d'une tour d'adsorption est terminée, le gaz sous pression dans la tour d'adsorption peut être injecté dans une autre tour d'adsorption régénérée par les directions supérieure et inférieure, et la pression du gaz dans les deux tours est la même. Ce processus est appelé égalisation de la pression de la tour d'adsorption. Le choix d'un temps d'égalisation de la pression approprié permet de récupérer de l'énergie et d'atténuer l'impact sur le tamis moléculaire dans la tour d'adsorption, de manière à prolonger la durée de vie du tamis moléculaire au carbone. En fonction de la vitesse de commutation de la vanne, le temps d'égalisation de la pression est généralement compris entre 1 et 3 secondes.
(4) Durée de production du gaz
En fonction des différentes vitesses de diffusion du tamis moléculaire de carbone vers l'oxygène et l'azote, son adsorption de l'O2 atteint l'équilibre en peu de temps. À ce moment-là, la quantité d'adsorption de N2 est faible, et la courte durée de production de gaz peut augmenter le taux de production de gaz du tamis moléculaire de carbone. Mais en même temps, la fréquence d'action de la vanne est augmentée, et la performance de la vanne est donc également très importante. En général, le temps d'adsorption est compris entre 30 et 120 secondes. Il est recommandé d'adopter un temps de production de gaz court pour les petits générateurs d'azote de haute pureté, et un temps de production de gaz long pour les générateurs d'azote à faible concentration à grande échelle.
(5) Pression de service
Le tamis moléculaire de carbone a un effet d'adsorption équilibré ainsi qu'un effet dynamique. La pression partielle de l'adsorbat est élevée et la capacité d'adsorption est également élevée. Par conséquent, l'adsorption par pressuriseur est avantageuse, mais si la pression d'adsorption est trop élevée, les exigences relatives à la forme du compresseur d'air sont également plus importantes. En outre, les exigences en matière de pression d'adsorption pour les deux processus de régénération atmosphérique et de régénération sous vide sont également différentes. Sur la base de divers facteurs, il est recommandé que la pression d'adsorption du processus de régénération atmosphérique soit de 5 à 8 kg/cm2 ; la pression d'adsorption du processus de régénération sous vide devrait être de 3 à 5 kg/cm2.
(6) Température de fonctionnement
Le choix d'une température d'adsorption plus basse est favorable aux performances du tamis moléculaire de carbone, car il s'agit d'un adsorbant. Si les conditions le permettent, il est avantageux de réduire la température d'adsorption dans la technologie des générateurs d'azote.
