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變壓吸附(PSA)制氮淺析

點(diǎn)擊次數(shù):1397 更新時(shí)間:2022-06-20

工作原理
市場(chǎng)上目前的供氮方式主要有液氮、瓶裝氮、現(xiàn)場(chǎng)制氮。綜合三種供氮方式,現(xiàn)場(chǎng)制氮是目前經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的的一種供氮方式?,F(xiàn)場(chǎng)制氮適合于用氣量在1000 Nm3/h以下的用戶?,F(xiàn)場(chǎng)制氮的一種主要方式即是變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA)制氮機(jī)。PSA制氮的原理主要是基于碳分子篩(Carbon Molecular Sieving,,CMS)對(duì)氧和氮的吸附速率不同,碳分子篩優(yōu)先吸附氧,而氮大部分富集于不吸附相中。CMS是一種以煤為主要原料經(jīng)過特殊加工而成的,黑色表面充滿微孔的顆粒,是一種半性吸附劑(可再生使用)。它對(duì)氧和氮的分離作用主要基于這兩種氣體在碳分子篩表面上的擴(kuò)散速率不同,O2動(dòng)力學(xué)直徑較小,氣體分子擴(kuò)散較快,較多地進(jìn)入分子篩固相(微孔),N2動(dòng)力學(xué)直徑較大,氣體分子擴(kuò)散較慢,進(jìn)入分子篩固相較少,這樣在氣相中就可得到氮的富集成份。因此利用CMS對(duì)O2和N2在某一時(shí)間內(nèi)吸附量的差別這一特性,按特定的程序,結(jié)合加壓吸附、減壓脫附的快速循環(huán)過程(變壓吸附),完成氧-氮分離,從而在氣相中獲得高純度的N2。PSA制氮具有經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行成本低、適應(yīng) 性強(qiáng)、易于操作、安全方便等特點(diǎn)。由于CMS有的吸附容量,當(dāng)吸附飽和時(shí)就需要再生,所以單吸附塔的吸附是間歇式的,為保證連續(xù)供氣,采用雙吸附塔并聯(lián)交替進(jìn)行吸附,一塔工作一塔再生,連續(xù)產(chǎn)生N2。

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