分子筛为粉末状晶体,有金属光泽,硬度为3~5,相对密度为2~2.8,天然沸石有颜色,合成沸石为白色,不 溶于水,热稳定性和耐酸性随着SiO2/Al2O3组成比的增加而提高。分子筛有很大的比表面积,达300~1000m2/g,内晶表面高度极化,为一类 高效吸附剂,也是一类固体酸,表面有很高的酸浓度与酸强度,能引起正碳离子型的催化反应。当组成中的金属离子与溶液中其他离子进行交换时,可调整孔径,改 变其吸附性质与催化性质,从而制得不同性能的分子筛催化剂。
碳分子筛(CMS)是新型的非极性吸附剂,具有在常温变压下吸附空气中氧分子的性能,因而可获得富氮气体。分离空气的能力取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度、或不同的吸附力、或两种效应同时起作用,碳分子筛空分制氮就是基于这一性能。
我公司生产的碳分子筛是PSA制氮装置上的吸附剂,采用变压吸附原理(PSA)从空气中分离制取氮气。碳分子筛对空气中的氧和氮的分离作用主要是基于这两种气体在碳分子筛表面上的扩散速率不同。直径较小的气体分子(O2)扩散速率较快,较多的进入碳分子筛微孔。直径较大的气体分子(N2)扩散速率较慢,进入碳分子筛微孔较少,这样在气相中可以得到氮的富集成分。因此,利用碳分子筛对氧和氮在某一时间内吸附量的差别这一特性,由全自动控制系统按特定可编程序施以加压吸附,常压解析的循环过程,完成氮氧分离,获得所需高纯度的氮气。
二、碳分子筛制氮控制的条件
1、空气压缩纯化过程
纯原料空气进入碳分子筛吸附塔,是非常必要的,因为颗粒及有机气体进入吸附塔会堵塞碳分子筛的微孔,并逐渐使碳分子筛的分离性能降低。纯化原料空气的方法有:1、使空压机的进气口远离有、油雾、有机气体的场所;2、通过冷干机、吸附剂净化系统等,最后经处理后的原料空气进入碳分子筛吸附塔。
2、产品氮气的浓度和产气量
碳分子筛制取氮气,其N2浓度和产气量可根据用户的需要进行任意调节,在产气时间及操作压力确定时,调低产气量,N2浓度将提高,反之,N2浓度则下降。用户可根据实际需要调节。
3、均压时间
碳分子筛制氮过程,当一个吸附塔吸附结束时,可将此吸附塔内的有压气体从上下两个方向注入另一个已再生好的吸附塔中,并使两塔气体压力相同,此一过程称为吸附塔的均压,选择适当的均压时间,即可回收能量,也可以减缓吸附塔内的分子筛受到冲击,从而达到延长碳分子筛的使用寿命。参考阀门的切换速度一般选择均压时间为1-3秒。