PSA 질소 발생용 탄소 분 자체 소개
1950년대 산업 혁명의 물결과 함께 탄소 소재의 적용은 점점 더 광범위해졌고, 가장 빠르게 확장된 분야는 활성탄으로, 불순물 여과에서 다양한 성분 분리로 점차 발전했습니다. 동시에 기술의 발전과 함께 인간의 물질 처리 능력이 강화되면서 탄소 분 자체도 탄생했습니다. 1960 년대에 탄소 분 자체는 성공적으로 제조되어 미국에서 빠르게 홍보되었습니다. 처음에는 공기에서 산소를 분리하는 흡착제로 사용되었고 점차 질소 생산 장치에 적용되었습니다. 1970년대 말과 1980년대 초까지 전 세계적으로 질소 수요가 계속 증가하면서 질소 생산을 위한 압력 변동 흡착 기술이 점차 성숙해져 탄소 분 자체 제조 기술의 발전을 더욱 촉진했습니다.
1982년 미국과 일본의 질소 생산량은 산소 생산량을 넘어섰습니다. 이때 질소 생산을위한 압력 변동 흡착은 전체 질소 생산량의 약 18%를 차지했으며, 기술의 시장 점유율이 계속 증가함에 따라 전 세계 주요 산업 국가는 압력 변동 흡착 용 탄소 분 자체의 연구 개발에 투자했으며 그 중 미국, 일본, 독일이 기술적으로 선도적 인 위치에있었습니다. 현재까지도 전 세계 주요 탄소 분 자체 생산 업체는 주로 이들 국가에 분포되어 있습니다.
탄소 분 자체의 원료는 코코넛 껍질, 석탄 및 수지입니다.
먼저 가공하여 분말로 분쇄 한 다음 주로 강도를 높이고 재료의 조각화를 방지하기 위해 기판과 혼합합니다. 두 번째 단계는 활성화 및 기공 형성으로, 600-1000℃의 온도에서 활성화제를 주입합니다. 일반적으로 사용되는 활성제에는 수증기, 이산화탄소, 산소 및 이들의 혼합물이 포함됩니다. 활성제는 보다 활성도가 높은 비정질 탄소 원자와 반응하여 화학적으로 열을 발생시키고 표면적을 점차적으로 확장하여 기공을 형성합니다. 활성화 및 모공 형성 시간은 10-60분 동안 지속됩니다. 세 번째 단계는 벤젠과 같은 화학 물질 증기를 사용하여 탄소 분 자체의 미세 다공성 벽에 침착하여 요구 사항을 충족하도록 기공 크기를 조정하는 기공 구조 조절입니다.
탄소 분 자체는 성능 차이에 따라 크게 4단계로 나뉩니다.
1단계 탄소분리막은 제조 공정의 한계로 인해 기공 크기 분포가 매우 고르지 못했고, 순도가 약 97%~98%인 질소만 생산할 수 있었으며 회수율은 26%~34%에 불과해 에너지 소비가 높았습니다.
두 번째 단계에서는 탄소 분 자체의 성능이 향상되어 순도 99.9% 이상의 질소를 생산할 수 있었지만 에너지 소비가 매우 높고 대규모 적용을위한 조건이 부족했습니다. 이 단계에서 분 자체는 97-98%의 순도, 37%-42%의 회수율로 질소를 생산할 수 있었으며 이미 널리 사용되고 있었습니다.
3단계에서 분 자체는 개선된 처리 기술로 인해 성능이 크게 발전하여 순도 99.99% 이상의 질소를 한 번에 생산할 수 있으며, 순도 99.5%의 질소를 생산할 때 회수율은 40%에 달합니다. 3세대 분 자체는 가장 일반적으로 사용되는 분 자체이며 대부분의 제조업체에서 선택합니다.
4세대 분 자체는 2001년에 일본 회사에서 성공적으로 개발했습니다. 3세대 분 자체에 비해 성능이 크게 향상되었습니다. 루이치의 비등압 스윙 흡착 기술과 함께 순도 99.9995% 이상의 질소를 한 단계로 생산할 수 있습니다. 순도 99.99%의 질소를 생산할 때 질소 회수율은 무려 32%에 달합니다. 오늘날과 같이 에너지가 부족한 환경에서는 그 중요성이 더욱 커집니다.
