PSA -nitrogengenerator: Hvordan opnår carbonmolekylær sigte effektivt ilt- og nitrogenseparation?

Kulstofmolekylær sigte, som kernekomponenten i PSA nitrogengenerator , er et adsorptionsmateriale med en mikroporøs struktur. Størrelsen og formen på disse mikroporer er omhyggeligt designet til selektivt at adsorbere molekyler af specifik størrelse og polaritet. I PSA -nitrogengeneratoren er den vigtigste opgave for carbonmolekylær sigte at adskille ilt og nitrogen i luften.

Der er signifikante forskelle i størrelsen og diffusionshastigheden for ilt- og nitrogenmolekyler i luften. Oxygenmolekyler (O₂) er mindre med en diameter på ca. 0,346 nanometer og en højere diffusionshastighed; Mens nitrogenmolekyler (N₂) er større med en diameter på ca. 0,364 nanometer og en relativt lav diffusionshastighed. Når luft passerer gennem carbonmolekylssigter, bliver disse forskelle nøglen til adskillelse.

Under tryk kan iltmolekyler i luften komme ind i mikroporerne af carbonmolekylssigter hurtigere på grund af deres mindre diameter og højere diffusionshastighed. Disse mikroporer har en stærk adsorptionskraft på iltmolekyler, så iltmolekyler adsorberes fast på overfladen og inde i carbonmolekylssigter. På samme tid er nitrogenmolekyler ikke lette at komme ind i mikroporerne af carbonmolekylssigter på grund af deres store diameter og lave diffusionshastighed, så de er beriget i gasfasen.

Efterhånden som adsorptionsprocessen fortsætter, øges koncentrationen af ​​iltmolekyler i carbonmolekylpasen gradvist, mens nitrogenmolekyler gradvist udelukkes fra gasfasen. Når adsorptionen når mætning, kan de adsorberede iltmolekyler desorberes fra carbonmolekyltisten ved at reducere trykket eller indføre inert gas til rensning og derved opnå regenereringen af ​​carbonmolekyltisen. Denne proces er cyklisk, og nitrogen kan kontinuerligt produceres fra luften.

Baseret på adsorptionsydelsen og den kinetiske virkning af carbonmolekylssigter opnår PSA -nitrogengeneratorer effektiv adskillelse af ilt og nitrogen i luften. Dets arbejdsprincip kan sammenfattes som følger:
Trykadsorption: Luft kommer ind i adsorptionstårnet for PSA -nitrogengeneratoren og passerer gennem kulstofmolekyltesigtlaget under tryk. På dette tidspunkt adsorberes iltmolekyler af carbonmolekyltasen, mens nitrogenmolekyler beriges i gasfasen.
Udlignet trykreduktion: Når iltmolekylerne i adsorptionstårnet når mætning, reduceres trykket i adsorptionstårnet gradvist ved at justere ventilen. Denne proces hjælper med at reducere energiforbruget og forbedre nitrogenrenheden.
Omvendt regenerering: Mens man reducerer trykket, indføres en inert gas (såsom nitrogen selv) til rensning, så de adsorberede iltmolekyler desorberes fra kulstofmolekyltasen. Denne proces opnår regenereringen af ​​carbonmolekyltasten og forbereder sig til den næste runde af adsorptionsprocessen.
Skylning og boosting: Efter den omvendte regenerering fjernes den resterende gas i adsorptionstårnet yderligere af det skylningstrin, og det boostende trin bruges til at forberede sig til den næste runde af adsorptionsprocessen.

Gennem cyklus af ovenstående trin kan PSA -nitrogengeneratoren kontinuerligt producere nitrogen fra luften. Denne proces er ikke kun effektiv og energibesparende, men også miljøvenlig og forureningsfri. Sammenlignet med traditionel kryogen eller kemisk nitrogenproduktion har PSA -nitrogengeneratoren betydelige ydelsesfordele:
Høj effektivitet og energibesparelse: PSA -nitrogengeneratoren har lavt energiforbrug og relativt lave driftsomkostninger.
Miljøvenlig og forureningsfri: Hele nitrogenproduktionsprocessen kræver ikke anvendelse af kemiske reagenser eller generering af farligt affald, som er miljøvenlig.
Let at betjene: Moderne PSA -nitrogengeneratorer bruger normalt mikrocomputerkontrol eller PLC -programkontrol, som realiserer fuldt automatiseret drift og reducerer vanskeligheden og arbejdsintensiteten i driften.
Bred vifte af applikationer: PSA nitrogengeneratorer kan justere nitrogenrenhed og flow i henhold til faktiske behov og er velegnet til en række industrielle felter og applikationsscenarier.