Генератор азота PSA: как молекулярное сито углерода достигает эффективного разделения кислорода и азота?

Молекулярное сито углерода, как основной компонент Генератор азота PSA , это адсорбционный материал с микропористой структурой. Размер и форма этих микропоров тщательно спроектированы для избирательных молекул адсорбирования определенного размера и полярности. В генераторе азота PSA основной задачей молекулярного сита углерода является разделение кислорода и азота в воздухе.

Существуют значительные различия в размерах и скорости диффузии молекул кислорода и азота в воздухе. Молекулы кислорода (O₂) меньше, с диаметром около 0,346 нанометров и более высокой скоростью диффузии; в то время как молекулы азота (n₂) больше, с диаметром около 0,364 нанометров и относительно низкой скоростью диффузии. Когда воздух проходит через молекулярные сита углерода, эти различия становятся ключом к разделению.

Под давлением молекулы кислорода в воздухе могут быстрее попадать в микропоры молекулярных сит углерода из -за их меньшего диаметра и более высокой скорости диффузии. Эти микропоры имеют сильную адсорбционную силу на молекулах кислорода, так что молекулы кислорода прочно адсорбируются на поверхности и внутри углеродного молекулярного сита. В то же время, молекулы азота нелегко войти в микропоры молекулярных ситов углерода из -за их большого диаметра и низкой скорости диффузии, поэтому они обогащены газовой фазой.

По мере прохождения процесса адсорбции концентрация молекул кислорода в молекулярном сите углерода постепенно увеличивается, в то время как молекулы азота постепенно исключаются из газовой фазы. Когда адсорбция достигает насыщения, адсорбированные молекулы кислорода могут быть десорбированы из молекулярного сита углерода путем снижения давления или введения инертного газа для очистки, тем самым достигая регенерации молекулярного сита углерода. Этот процесс является циклическим, а азот может непрерывно производиться из воздуха.

Основываясь на характеристиках адсорбции и кинетическом эффекте молекулярных ситов углерода, генераторы азота PSA достигают эффективного разделения кислорода и азота в воздухе. Его принцип работы можно обобщить следующим образом:
Адсорбция давления: воздух попадает в адсорбционную башню генератора азота PSA и проходит через слой молекулярного сита углерода под давлением. В настоящее время молекулы кислорода адсорбируются молекулярным ситом углерода, в то время как молекулы азота обогащаются в газовой фазе.
Уразное снижение давления: когда молекулы кислорода в насыщении адсорбционной башни достигают насыщения, давление в адсорбционной башне постепенно уменьшается путем регулировки клапана. Этот процесс помогает снизить потребление энергии и улучшить чистоту азота.
Обратная регенерация: при снижении давления вводится инертный газ (такой как сам азот) для очистки, так что адсорбированные молекулы кислорода десорбируются из молекулярного сита углерода. Этот процесс достигает регенерации молекулярного сита углерода и готовится к следующему раунду процесса адсорбции.
Промывание и повышение: после обратной регенерации остаточный газ в адсорбционной башне дополнительно удаляется на этапе промывки, а этап повышения используется для подготовки к следующему раунду процесса адсорбции.

Через цикл вышеуказанных этапов генератор азота PSA может постоянно производить азот из воздуха. Этот процесс не только эффективен и экономит энергию, но и экологически чистым и свободным от загрязнения. По сравнению с традиционным криогенным или химическим выработкой азота, генератор азота PSA обладает значимыми преимуществами производительности:
Высокая эффективность и экономия энергии: генератор азота PSA имеет низкое потребление энергии и относительно низкие эксплуатационные расходы.
Экологически чистый и без загрязнения: весь процесс производства азота не требует использования химических реагентов или генерации опасных отходов, что является экологически чистым.
Легко в эксплуатации: современные генераторы азота PSA обычно используют микрокомпьютер управление или управление программой ПЛК, что реализует полностью автоматизированную работу и снижает сложность и интенсивность труда работы.
Широкий диапазон применений: генераторы азота PSA могут регулировать чистоту и поток азота в соответствии с фактическими потребностями и подходят для различных промышленных областей и сценариев применения.