Principio de producción de nitrógeno por separación de aire por tamiz molecular de carbono

El tamiz molecular de carbono producido por nuestra empresa es el adsorbente del dispositivo de producción de nitrógeno PSA, que utiliza el principio de adsorción por cambio de presión (PSA) para separar el nitrógeno del aire. El efecto de separación del tamiz molecular de carbono sobre el oxígeno y el nitrógeno en el 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 con un diámetro más pequeño (O2) tienen una velocidad de difusión más rápida y entran más en los microporos del tamiz molecular de carbono. Las moléculas de gas con mayor diámetro (N2) tienen una tasa de difusión lenta y una menor entrada en los microporos del tamiz molecular de carbono, por lo que el nitrógeno puede enriquecerse en la fase gaseosa. Por lo tanto, aprovechando la diferencia en la capacidad de adsorción del tamiz molecular de carbono para oxígeno y nitrógeno en un momento determinado, el sistema de control completamente automático aplica el proceso cíclico de adsorción presurizada y análisis de presión atmosférica de acuerdo con procedimientos programables específicos para completar la separación. de nitrógeno y oxígeno y obtener el nitrógeno de alta pureza requerido.

Condiciones para controlar la producción de nitrógeno a partir de tamices moleculares de carbono

1. Proceso de purificación por compresión de aire

Es muy necesario que el aire puro puro ingrese a la torre de adsorción del tamiz molecular de carbono, porque las partículas y el gas orgánico que ingresan a 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 para purificar el aire sin tratar son los siguientes: 1. Mantenga la entrada de aire del compresor de aire alejada de lugares con neblina de aceite y gas orgánico; 2. A través del secador en frío y el sistema de purificación adsorbente, el aire crudo tratado ingresa a la torre de adsorción de tamiz molecular de carbono.

2. Concentración y producción de gas de nitrógeno producto.

Cuando se usa el tamiz molecular de carbono para producir nitrógeno, su concentración de N2 y la producción de gas se pueden ajustar arbitrariamente según las necesidades de los usuarios. Cuando se determinen el tiempo de producción de gas y la presión de funcionamiento, reduzca la producción de gas y aumentará la concentración de N2. Por el contrario, la concentración de N2 disminuirá. Los usuarios pueden ajustar según las necesidades reales.

3. Tiempo de ecualización

En el proceso de producción de nitrógeno del tamiz molecular de carbono, cuando se completa la adsorción de una torre de adsorción, el gas presurizado en la torre de adsorción se puede inyectar en la otra torre de adsorción regenerada desde las direcciones superior e inferior, y la presión del gas de los dos torres es lo mismo. Este proceso se denomina igualación de presión de la torre de adsorción. Seleccionar un tiempo de ecualización de presión apropiado puede recuperar energía, pero también ralentizar el impacto del tamiz molecular en la torre de adsorción, para prolongar la vida útil del tamiz molecular de carbono. La velocidad de conmutación de la válvula de referencia es generalmente de 1 a 3 segundos.

4. Tiempo de producción de gas

De acuerdo con las diferentes tasas de absorción y difusión del tamiz molecular de carbono para oxígeno y nitrógeno, su O2 adsorbido alcanzará el equilibrio en poco tiempo. En este momento, la cantidad de adsorción de N2 es muy pequeña y el tiempo de producción de gas más corto puede mejorar efectivamente la tasa de producción de gas del tamiz molecular de carbono, pero también aumenta la frecuencia de acción de la válvula, 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 un tiempo de producción de gas corto para generadores de nitrógeno de alta pureza a pequeña escala, y se recomienda 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 dinámico y un efecto de adsorción en equilibrio. La presión parcial del adsorbato es alta y la capacidad de adsorción también es alta. Por lo tanto, la adsorción del presurizador es beneficiosa, pero la presión de adsorción es demasiado alta y los requisitos de modelado del compresor de aire también aumentan. Además, los requisitos de presión de adsorción de la regeneración atmosférica y la regeneración al vacío también son diferentes. Teniendo en cuenta varios factores, se sugiere que la presión de adsorción del proceso de regeneración atmosférica sea de 5-8 kg/cm2; La presión de adsorción del proceso de regeneración al vacío debe ser de 3-5 kg/cm2.

6. Temperatura de servicio

Como adsorbente, elegir una temperatura de adsorción más baja favorece el rendimiento del tamiz molecular de carbono. Si las condiciones lo permiten, es beneficioso reducir la temperatura de adsorción.