Principais componentes do crivo molecular de carbono e princípios da produção de azoto
O crivo molecular de carbono é um novo tipo de adsorvente desenvolvido na década de 1970. É um excelente material de carbono não polar. O crivo molecular de carbono para produção de azoto é utilizado para separar o ar e enriquecer o azoto. O processo de produção de azoto criogénico a alta pressão tem as vantagens de um baixo custo de investimento, uma velocidade de produção rápida de azoto e um baixo custo de azoto. Por conseguinte, é atualmente o adsorvente preferido para a separação do ar na indústria de engenharia, a adsorção por oscilação de pressão e o adsorvente rico em azoto. Este azoto é utilizado na indústria química, na indústria do petróleo e do gás, na indústria eletrónica, na indústria alimentar, na indústria do carvão, na indústria farmacêutica, na indústria dos cabos, no tratamento térmico de metais e nos transportes. E o armazenamento e outros aspectos são amplamente utilizados.
Na década de 1950, com a maré da revolução industrial, a aplicação de materiais de carbono tornou-se cada vez mais extensa. Entre eles, a aplicação de carvão ativado foi a expansão mais rápida das peneiras moleculares de carbono para geradores de azoto, desde a filtragem inicial de impurezas até à separação de diferentes grupos. Ao mesmo tempo, com o avanço da tecnologia, a capacidade da humanidade para processar materiais tornou-se cada vez mais forte. Neste caso, surgiram as peneiras moleculares de carbono.
Ⅰ. Os principais componentes da peneira molecular de carbono
O principal componente da peneira molecular de carbono é o carbono elementar, e o aspeto é um sólido colunar preto. Como contém um grande número de microporos com um diâmetro de 4 angstroms, os microporos têm uma forte afinidade instantânea com as moléculas de oxigénio e podem ser utilizados para separar o oxigénio e o azoto no ar. O dispositivo de adsorção por oscilação de pressão (PSA) é utilizado na indústria para produzir azoto. A peneira molecular de carbono tem uma grande capacidade de produção de azoto, uma elevada taxa de recuperação de azoto e uma longa vida útil. É adequada para vários tipos de geradores de azoto PSA e é a primeira escolha para os geradores de azoto PSA. A produção de azoto por separação de ar por peneira molecular de carbono tem sido amplamente utilizada na indústria petroquímica, no tratamento térmico de metais, no fabrico de produtos electrónicos, na conservação de alimentos e noutras indústrias.
Ⅱ. Os princípios da produção de azoto por peneira molecular de carbono
O produto é um adsorvente de carbono, uma substância porosa composta de carbono, e o modelo de estrutura de poros é uma estrutura de carbono empilhada desordenadamente. A peneira molecular de carbono é um composto não quantitativo, e as suas propriedades importantes baseiam-se na sua estrutura microporosa. A sua capacidade de separar o ar depende das diferentes velocidades de difusão nos microporos da peneira molecular de carbono de vários gases no ar, ou de diferentes forças de adsorção, ou os dois efeitos funcionam ao mesmo tempo. Em condições de equilíbrio, a capacidade de adsorção do peneiro molecular de carbono para o azoto e o oxigénio é bastante próxima, mas a velocidade de difusão das moléculas de oxigénio através dos espaços estreitos do sistema microporoso do peneiro molecular de carbono é muito mais rápida do que a das moléculas de azoto. A produção de azoto por separação do ar por peneira molecular de carbono baseia-se neste desempenho, no tempo fora das condições de equilíbrio, de modo a que as moléculas de azoto possam ser enriquecidas na fase gasosa.
