Sito molekularne węglowe, jako podstawowy składnik Generator azotu PSA , jest materiałem adsorpcyjnym o mikroporowatej strukturze. Rozmiar i kształt tych mikroporów są starannie zaprojektowane w celu selektywnego adsorbowania cząsteczek o określonej wielkości i polaryzacji. W generatorze azotu PSA głównym zadaniem sita molekularnego węgla jest oddzielenie tlenu i azotu w powietrzu.
Istnieją znaczące różnice w wielkości i szybkości dyfuzji cząsteczek tlenu i azotu w powietrzu. Cząsteczki tlenu (O₂) są mniejsze, o średnicy około 0,346 nanometrów i wyższej szybkości dyfuzji; podczas gdy cząsteczki azotu (N₂) są większe, o średnicy około 0,364 nanometrów i stosunkowo niskiej szybkości dyfuzji. Kiedy powietrze przechodzi przez soki molekularne węgla, różnice te stają się kluczem do separacji.
Pod ciśnieniem cząsteczki tlenu w powietrzu mogą szybciej dostawać się do mikroporów siatków molekularnych węglowych ze względu na ich mniejszą średnicę i wyższą szybkość dyfuzji. Te mikropory mają silną siłę adsorpcji na cząsteczkach tlenu, dzięki czemu cząsteczki tlenu są mocno zaadsorbowane na powierzchni i wewnątrz sucha cząsteczkowego węgla. Jednocześnie cząsteczki azotu nie są łatwe do wejścia do mikroporów sut molekularnych węgla ze względu na ich dużą średnicę i niską szybkość dyfuzji, więc są wzbogacone w fazę gazową.
W miarę postępu procesu adsorpcji stężenie cząsteczek tlenu w sicie molekularnej węgla stopniowo wzrasta, podczas gdy cząsteczki azotu są stopniowo wykluczane z fazy gazowej. Gdy adsorpcja osiąga nasycenie, zaadsorbowane cząsteczki tlenu można desorbować z sita cząsteczkowego węgla poprzez zmniejszenie ciśnienia lub wprowadzenie obojętnego gazu do oczyszczania, osiągając w ten sposób regenerację sita cząsteczkowego węgla. Proces ten jest cykliczny, a azot może być stale wytwarzany z powietrza.
W oparciu o wydajność adsorpcji i kinetyczne działanie sit molekularnych węglowych generatory azotu PSA osiągają skuteczne rozdzielenie tlenu i azotu w powietrzu. Jego zasadę pracy można podsumować w następujący sposób:
Adsorpcja ciśnienia: powietrze wchodzi do wieży adsorpcji generatora azotu PSA i przechodzi przez warstwę sita molekularnego węgla pod ciśnieniem. W tym czasie cząsteczki tlenu są adsorbowane przez sito cząsteczkowe węgla, podczas gdy cząsteczki azotu są wzbogacone w fazę gazową.
Wyrównana redukcja ciśnienia: Gdy cząsteczki tlenu w nasyceniu wieży adsorpcji dochodzi, ciśnienie w wieży adsorpcji jest stopniowo zmniejszane poprzez regulację zaworu. Ten proces pomaga zmniejszyć zużycie energii i poprawić czystość azotu.
Odwrócona regeneracja: Podczas zmniejszania ciśnienia wprowadza się gaz obojętny (taki jak sam azot) do oczyszczania, tak że zaadsorbowane cząsteczki tlenu są desorbowane z sita molekularnego węgla. Proces ten osiąga regenerację sita molekularnego węgla i przygotowuje się do następnej rundy procesu adsorpcji.
Płuczanie i wzmocnienie: Po odwróconej regeneracji gaz resztkowy w wieży adsorpcji jest dalej usuwany przez etap spłukiwania, a etap zwiększania służy do przygotowania do następnej rundy procesu adsorpcji.
Przez cykl powyższych kroków generator azotu PSA może stale wytwarzać azot z powietrza. Proces ten jest nie tylko wydajny i oszczędny energia, ale także przyjazny dla środowiska i wolny od zanieczyszczeń. W porównaniu z tradycyjną produkcją azotu kriogenicznego lub chemicznego, generator azotu PSA ma znaczące zalety wydajności:
Wysoka wydajność i oszczędność energii: generator azotu PSA ma niskie zużycie energii i stosunkowo niskie koszty operacyjne.
Przyjazne dla środowiska i wolne od zanieczyszczeń: Cały proces produkcji azotu nie wymaga stosowania odczynników chemicznych ani wytwarzania niebezpiecznych odpadów, co jest przyjazne dla środowiska.
Łatwy w obsłudze: Nowoczesne generatory azotu PSA zwykle używają mikrokomputerowej kontroli lub kontroli programu PLC, który realizuje w pełni zautomatyzowane działanie i zmniejsza trudność i intensywność pracy w pracy.
Szeroki zakres zastosowań: Generatory azotu PSA mogą dostosowywać czystość i przepływ azotu zgodnie z rzeczywistymi potrzebami i są odpowiednie dla różnych dziedzin przemysłowych i scenariuszy zastosowań. 3
