Kohlenstoffmolekularsieb als Kernkomponente von PSA -Stickstoffgenerator , ist ein Adsorptionsmaterial mit einer mikroporösen Struktur. Die Größe und Form dieser Mikroporen ist sorgfältig so konzipiert, dass sie selektiv Moleküle von spezifischer Größe und Polarität adsorbieren. Im PSA -Stickstoffgenerator besteht die Hauptaufgabe des Kohlenstoffmolekularsiebs darin, Sauerstoff und Stickstoff in der Luft zu trennen.
Es gibt signifikante Unterschiede in der Größe und Diffusionsrate von Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen in der Luft. Sauerstoffmoleküle (O₂) sind kleiner, mit einem Durchmesser von etwa 0,346 Nanometern und einer höheren Diffusionsrate; während Stickstoffmoleküle (N₂) größer sind, mit einem Durchmesser von etwa 0,364 Nanometern und einer relativ niedrigen Diffusionsrate. Wenn Luft durch Kohlenstoffmolekularsieben fließt, werden diese Unterschiede zum Schlüssel zur Trennung.
Unter Druck können Sauerstoffmoleküle in der Luft aufgrund ihres geringeren Durchmessers und ihrer höheren Diffusionsrate schneller in die Mikroporen von Kohlenstoffmolekülschalen eindringen. Diese Mikroporen haben eine starke Adsorptionskraft auf Sauerstoffmolekülen, so dass Sauerstoffmoleküle fest an der Oberfläche und innerhalb von Kohlenstoffmolekülschalen adsorbiert werden. Gleichzeitig sind Stickstoffmoleküle aufgrund ihres großen Durchmessers und ihrer niedrigen Diffusionsrate nicht einfach in die Mikroporen von Kohlenstoffmolekularsieben einzudringen, sodass sie in der Gasphase angereichert sind.
Mit fortschreitender Adsorptionsprozess nimmt die Konzentration von Sauerstoffmolekülen im Kohlenstoffmolekularsieb allmählich zu, während Stickstoffmoleküle allmählich von der Gasphase ausgeschlossen werden. Wenn die Adsorption die Sättigung erreicht, können die adsorbierten Sauerstoffmoleküle aus dem Kohlenstoffmolekularsieb durch Reduzieren des Drucks oder des Einführens von Inertgas zum Spülen dessen, wodurch die Regeneration des Kohlenstoffmolekularsiebs einführt. Dieser Prozess ist zyklisch und Stickstoff kann kontinuierlich aus der Luft erzeugt werden.
Basierend auf der Adsorptionsleistung und der kinetischen Wirkung von Carbon -Molekularsiedien erreichen PSA -Stickstoffgeneratoren eine wirksame Trennung von Sauerstoff und Stickstoff in der Luft. Sein Arbeitsprinzip kann wie folgt zusammengefasst werden:
Druckadsorption: Luft tritt in den Adsorptionsturm des PSA -Stickstoffgenerators ein und durchläuft unter Druck die Kohlenstoffmolekularsiebschicht. Zu diesem Zeitpunkt werden Sauerstoffmoleküle durch das Kohlenstoffmolekularsieb adsorbiert, während Stickstoffmoleküle in der Gasphase angereichert sind.
Equalized Druckreduktion: Wenn die Sauerstoffmoleküle im Adsorptionsturm Sättigung erreichen, wird der Druck im Adsorptionsturm durch Einstellen des Ventils allmählich reduziert. Dieser Prozess hilft, den Energieverbrauch zu verringern und die Stickstoffreinheit zu verbessern.
Reverse Regeneration: Während des Drucks wird ein ineres Gas (z. B. Stickstoff selbst) zur Spülung eingeführt, so dass die adsorbierten Sauerstoffmoleküle vom Kohlenstoffmolekularsieb des Kohlenstoffmolekulares desorbiert werden. Dieser Prozess erreicht die Regeneration des Kohlenstoffmolekularsiebs und bereitet sich auf die nächste Runde des Adsorptionsprozesses vor.
Spülung und Steigerung: Nach der umgekehrten Regeneration wird das Restgas im Adsorptionsturm durch den Spülenschritt weiter entfernt, und der Steigerungschritt wird verwendet, um die nächste Runde des Adsorptionsprozesses vorzubereiten.
Durch den Zyklus der obigen Schritte kann der PSA -Stickstoffgenerator kontinuierlich Stickstoff aus der Luft produzieren. Dieser Prozess ist nicht nur effizient und energiesparend, sondern auch umweltfreundlich und freiheitsfrei. Im Vergleich zur traditionellen Kryogen- oder chemischen Stickstoffproduktion weist der PSA -Stickstoffgenerator signifikante Leistungsvorteile auf:
Hocheffizienz und Energieeinsparung: Der PSA -Stickstoffgenerator weist einen niedrigen Energieverbrauch und relativ niedrige Betriebskosten auf.
Umweltfreundlich und unumgänglich
Einfach zu bedienen: Moderne PSA -Stickstoffgeneratoren verwenden normalerweise die Kontrolle von Mikrocomputern oder SPS -Programme, wodurch der vollautomatische Betrieb realisiert und die Schwierigkeit und die Arbeitsintensität des Betriebs verringert wird.
Vieler Anwendungsbereich: PSA -Stickstoffgeneratoren können Stickstoffreinheit und Fluss entsprechend den tatsächlichen Bedürfnissen anpassen und für eine Vielzahl von Industriefeldern und Anwendungsszenarien geeignet sind.
